Устройство для измерения скорости газовоздушных потоков

 

Изобретение может быть использовано для измерения скорости газовоздушных потоков . Цель изобретения - повышение точности и чувствительности измерения скорости газовоздушных потоков - достигается за счет компенсации сигнала помехи, обусловленного распространением волн по корпусу анемометрического канала При измерениях в блоке 8 осуществляют вычитание из сигнала приемного преобразователя 2 отформированного на выходе фазовращателя 10 сигнала-помехи. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 F 1 /00

y(l ()Q а

ГОСУДАР СТ В Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4601891/10 (22) 03;11.88 (46) 30.06.92. Бюл, ¹ 24 (71) Московский горный институт (72) Л.А. Пучков, С.З. Шкундин, Л,Н. Арбат ман, А.В. Лихачев, В,А. Кузьмин, M.Ä. Уздин и А.И. Бобров (53) 532.574 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1682590, кл. С 01 F 1/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ГАЗОВОЗДУШНЫХ ПОТОКОВ

Ы2 „„1744475 А1 (57) Изобретение может быть использовано для измерения скорости газовоздушных потоков. Цель изобретения — повыщение точности и чувствительности измерения скорости газовоздушных потоков — достигается за счет компенсации сигнала .помехи, обусловленного распространением волн по корпусу анемометрического канала. При измерениях в блоке 8 осуществляют вычитание из сигнала приемного преобразователя

2 отформированного на выходе фазовращателя 10 сигнала-помехи. 1 ил. 4

Ф.

Ф (Я

1744475

10

20

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости газовоздушных потоков.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения скооости газовоздуш н ых потоков.

На чертеже представлена блок — схема предлагаемого устройства для измерения скорости газовоздушных потоков, Устройство содержит излучающий 1 и приемный 2 пьезокерамические кольцевые преобразователи, установленные в анемометрическом канале (волновод) 3, акустические прокладки 4 и 5, расположенные между преобразователями и корпусом, и времяизмерительный блок 6, Последний включает в себя генератор 7, выход которого соединен с излучающим преобразователем 1, сумматор 8, один вход которого подключен к приемному пьезокерамическому преобразователю

2, другой его вход — через последовательно соединенные делитель 9 напряжения и фазовращатель 10 к генератору 7, Выход сумматора 8 и генератора 7 подключены соответственно к усилителю 11 и первому входу фазового детектора 12, Выход усилителя 11 соединен с вторым входом фазового детектора 12, а выход последнего подключен к индикатору 1,3.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 7 вырабатывает синусоидальное напряжение Acoswt, которым возбуждается излучающий преобразователь 1.

Излучающий преобразователь 1 излучает проходящий по анемометрическому каналу

3 газовоздушный поток, акустические волны, время распространения которых к приемному преобразователю 2 зависит от скорости газовоздушного потока. Принятая приемным преобразователем 2 акустическая волна преобразуется в электрические колебания вида А cos(wt+ p), где p — ин1 формативный параметр, характеризующий скорость газоводушного потока. Кроме полезного сигнала А coswt приемный преоб1 разователь 2 принимает акустическую волну, распространяющуюся от излучающего преобразователя по корпусу измерительного канала, Акустические изоляторы-прокладки 4 и 5 способны лишь частично погасить эту волну..Корпусная волна, являющаяся помехой, также преобразуется приемным преобразователем в электрические колебания.

Сигнал-помеху представим в виде

Bcos(wt+ д). Амплитуда В и фаза д сигнала

55 помехи определяются экспериментально.

Значения В и д являются постоянными вел чинами для данного датчика. Таким образом, с приемного преобразователя на один из входов сумматора поступает сигнал, равный сумме двух сигналов; А coswt+ Bcos(wt

+ д ). Сигнал Acoswt с выхода генератора 7 поступает на делитель 9 напряжения. Коэффициент деления выбирается равным В/А.

Делитель является пассивным звеном и, следовательно, сигнал на его выходе можно записать так: Acoswt В/А = Bcoswt, Фазовращатель 10 сдвигает фазу сигнала Bcoswt на (к+ д) радиан, Таким образом, с выхода фазовращателя 10 на второй вход сумматора 8 поступает сигнал Всоз(м4г+ д) =

-Всоз(ччт + д ). Получим на одном входе сумматора сигнал А cos(wt+ г/>)+ Bcos(wt+ д; а на другом входе сигнал -Всоз(мл + д).

Окончательно имеем на выходе сумматора

8 сигнал следующего вида:

А cos(wt+ c/> )+ Bcos(wt+ д ) — Bcos(wt

+ д) =A cos(wt+ ).

Из этого выра>кения видно, что исключается влияние сигнала-помехи, обусловленного распространением волн по корпусу измерительного канала.

С выхода сумматора 8 сигнал А cos(wt+ /> ) поступает на усилитель, где происходит усиление его амплитуды до значения, равного амплитуде сигнала. снимаемого с генератора 7, Фазовый детектор 12 сравнивает фазы принятых сигналов и вырабатывает постоянное напряжение,, пропорциональное разности фаз, которое фиксируется индикатором 13.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости газовоздушных потоков. содержащее волновод, генератор, подключенный к излучающему преобразователю, приемный преобразователь, подключенный к первому входу фазового детектора, усилитель, индикатор, соединенный с выходом фазового детектора, отличающееся тем,что,с целью повышения точности и чувствительности, устройство снабжено сумматором, делителем напря>кения и фазовращателем, при этом первый вход сумматора подключен к приемному преобразователю, а второй вход сумматора подключен через последовательно соединенные делитель напря>кения и фазовращатель к выходу генератора, подключенного к второму входу фазового детектора, а выход сумматора подключен к входу усилителя.