Устройство для измерения скорости газовоздушных потоков
(19) (! () СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (s»s Е 21 F 5/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У3
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3900739/10 (22) 26.12.84 (46) 30.06.92, Бюл. ¹ 24 (71) Московский горный институт. (72) Л.А.Пучков, С.З,Шкундин. А,M,Áîíäàрев и А.B.Ëèõà÷åâ (53) 534,232(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 1682590, кл; Е 21 F 5/00, 28,09,83. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ГАЗОВОЗДУШНЦХ ПОТОКОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости газовоздушных потоков в горных выработках, Целью изобретения является повышение помехоустойчивости за счет увеличения
КПД электроакустического преобразования и работы на плоской волне.
На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения скорости ..газовоздушных потоков.
Устройство включает излучающий I и приемный 2 кольцевые пьезокерамически@ преобразователи, прикрепленные через акустические изоляторы 3 к торцам корпуса
4, усилитель 5, вход которого подключен к приемному кольцевому пьезокерамическому преобразователю 2, генератор 6; выход которого соединен с излучающим кольцевым пьезокерамическим преобразователем
1, схему сравнения 7, один из входов которой соединен с выходом усилителя 5, а второй вход подключен к генератору 6. При этом диаметр цилиндрического измерительизмерения скорости газовоздушных потоков в горных выработках; Целью изобретения является повышение помехоустойчивости за счет увеличения КПД электроакустического преобразования и работы на плоской волне. Устройство содержит излучающий 1 и приемный 2 кольцевые пьезопреобразователи, закрепленные через акустические изоляторы 3 на торцах корпуса 4, усилитель 5, генератор 6, схему 7 сравнения. Диаметр цилиндрического измерительного канала 8 выбирается из приведенного соотношения. 1 ил, ного канала 8 выбирается из приведенного соотношения.
Устройство работает следующим образом.
Излучающий кольцевой пьезокерамический преобразователь 1 возбуждает в канале 8 ультразвуковые волны, распространяющиеся в канале 8 со скоростью С. принимающиеся приемным пьезокерамическим преобразователем 2 и преобразующиеся последним в .электрические колебания. Усиленный усилителем 5 сигнал с приемного преобразователя 2 подается на один из входов схемы сравнения, на второй вход которой поступает опорный сигнал с ген.ерато ра 6, В результате расчетов и последующих экспериментов было установлено, что на резонансной частоте излучателя при определенно выбранном из указанного соотно-. шения диаметре канала отсутствует волноводное распространение ультразвуковых волн с разными групповыми скоростями е канале, а распространяется только
1744267
0=0,58 -та
С з
Составитель В.Кудрявцев Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская
Редактор M.Циткина
Заказ 2177 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.
113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Óæãoðoä, ул,Гагарина, 101 плоская волна, что исключает появление на приемном пьезокерамическом преобразователе помех в виде сигналов от этих волн, причем одностороннее крепление кольцевых пьазокерамических преобразователей повышает уровень полезного сигнала за счет повышения КПД электроакустического преобразования. При этомустройство работает в резонансной области пьезокерамических преобразователей на рабочей частоте, которая рассчитывается по формуле
Сзз
fo= ла где Сзз — постоянная пьезокерамики, м/с; а — средний диаметр кольцевого пьезокерамического преобразователя м, При наличии потока скорость распространения ультразвуковой плоской волны в движущейся относительно неподвижных излучателя и приемника газовоздушной среде равна векторной сумме скорости ультразвуковой волны С и скорости потока V, что приводит к изменению времени распространения ультразвуковой волны, которая фиксируется приемным преобразователем, На вых зде схемы сравнения появляется сигнал, пропорциональный р, çíîñòè фаз между опорным и принятыми колебаниями, Формула изобретения
Устройство для измерения скорости газовоздушных потоков, включающее кольцевые излучающий и приемный пьезокерамические преобразователи с присоединенными к ним акустическими изоляторами, корпус, в теле которого выполнен цилиндри5 ческий канал, усилитель, вход которого соединен с приемным кольцевым излучающим преобразователем, генератор, выход которого соединен с излучающим кольцевым пьезокерамическим преобразователем, 10 схему сравнения, один из входов которой соединен с выходом усилителя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости за счет увеличения КПД электроакустического преобразования и ра15 боты на плоской волне, акустические изоляторы закреплены на торцах излучающего и приемного кольцевых пьезокерамических преобразователей и присоединены к торцам корпуса, диаметр канала которого вы20 бирается из соотношения
25 где D — диаметр цилиндрического канала, м: а — средний диаметр кольцевого пьезокерамического преобразователя, м;
С вЂ” скорость звука в газе, м/с;
Сзз — постоянная пьезокерамики, м/с, 30 при этом второй вход схемы сравнения соединен с выходом генератора.
