Способ измерения расхода воды в трубопроводе и устройство для его реализации

 

Для периодического измерения скорости потока в заданной области поперечного сечения трубопровода используют устройство, содержащее измерительную линию, соединенную с линиями полного и статического давления, и электронный блок. Вдоль измерительной линии на заданном расстоянии друг от друга в защитном корпусе установлены два ультразвуковых преобразователя, работающих в режиме излучения и приема акустических сигналов. В начале первого цикла измерения формируют последовательность стандартных импульсов с заданным периодом следования. По частоте следования выделяемых стандартных импульсов судят о мгновенном расходе. Электронный блок устройства включает в себя генератор стандартных импульсов, два генератора зондирующих импульсов, два усилителя, четыре вентиля, четыре диода, девять электронных ключей, три логических элемента И и схему регистрации и индикации. Изобретение обеспечивает повышение разрешающей способности, а также учет погрешности, обусловленной зависимостью скорости распространения акустических сигналов от температуры воды. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля, управления и регулирования параметров технологических процессов, например при определении расхода хозяйственно-питьевой и технической воды, используемой в промышленных целях.

Известны способы определения расхода воды в трубопроводе путем периодического измерения скорости потока в заданной области его поперечного сечения при частичном блокировании потока этой области и преобразования механического воздействия потока в линейное смещение области блокирования (Патент РФ 2084830, по кл. G 01 F 1/38, БИ 20, 1997 г.).

Устройства для реализации известных способов содержат исполнительный узел, установленный на несущей трубе с обеспечением возвратно-поступательного смещения вдоль потока воды в трубопроводе, электромеханический блок, связанный с исполнительным узлом посредством контактной системы, и электронный блок.

Недостатком известных способов и устройств для их реализации является зависимость разрешающей способности от количества поддиапазонов, на которые разбит диапазон скоростей потока, рекомендуемый для заданного диаметра трубопровода.

Известен способ определения расхода воды в трубопроводе путем периодического измерения скорости потока в заданной области поперечного сечения трубопровода при частичном блокировании потока в этой области, заключающийся в том, что задают область в продольном сечении трубопровода, отводят поток из области его частичного блокирования в поперечном сечении в заданную область в продольном сечении, вдоль отведенного потока задают первую и вторую базовые плоскости, совмещают с первой базовой плоскостью первую плоскость излучения и вторую плоскость регистрации акустических сигналов, совмещают со второй базовой плоскостью первую плоскость регистрации и вторую плоскость излучения акустических сигналов, и в начале очередного цикла измерения в первой и во второй плоскостях излучения формируют соответственно первый и второй зондирующие импульсы, в моменты достижения первым зондирующим импульсом первой и второй плоскостей регистрации формируют соответственно передний и задний фронт информационного сигнала, в момент достижения вторым зондирующим импульсом первой плоскости регистрации приступают к формированию последовательности стандартных импульсов и к формированию последовательности счетных импульсов, и в момент регистрации заданного по порядковому номеру стандартного импульса прекращают формирование указанных последовательностей, считывают количество счетных импульсов, сформированных при проведении очередного цикла измерения, и по результату считывания судят о мгновенном расходе, суммируют счетные импульсы, сформированные при проведении очередного цикла измерения, со счетными импульсами, сформированными при проведении предыдущих циклов измерения, и по результату суммирования судят о суммарном расходе (Патент РФ 2152004, по кл. G 01 F 1/46, 1/66, БИ 18, 2000 г.).

Устройство для реализации известного способа содержит исполнительный узел в составе измерительной линии, соединяющей линию полного давления с линией статического давления, и двух ультразвуковых преобразователей, размещенных в защитном корпусе и установленных на стенках измерительной линии на базовом расстоянии друг от друга, и электронный блок в составе генератора стандартных импульсов, первого генератора зондирующих импульсов, к первому выходу которого подключен ультразвуковой преобразователь, размещенный перед линией полного давления, второго генератора зондирующих импульсов, к первому выходу которого подключен ультразвуковой преобразователь, размещенный перед линией статического давления, двух усилителей, двух триггеров, двух ждущих мультивибраторов, одновибратора, четырех электронных ключей и схемы регистрации и индикации значений мгновенного и суммарного расходов.

Недостатком известного способа и устройства для его реализации является зависимость разрешающей способности от количества информационных сигналов, формируемых в процессе проведения одного цикла измерения.

Задача изобретения - повышение разрешающей способности.

Решение поставленной задачи заключается в том, что в способе определения расхода воды в трубопроводе путем периодического измерения скорости потока в заданной области поперечного сечения трубопровода при частичном блокировании потока в этой области, заключающемся в том, что задают область в продольном сечении трубопровода, отводят поток из области его частичного блокирования в поперечном сечении в заданную область в продольном сечении, вдоль отведенного потока задают первую и вторую базовые плоскости, совмещают с первой базовой плоскостью первую плоскость излучения и вторую плоскость регистрации акустических сигналов, совмещают со второй базовой плоскостью первую плоскость регистрации и вторую плоскость излучения акустических сигналов, и в начале очередного цикла измерения в первой плоскости излучения формируют первый зондирующий импульс, в начале первого цикла измерения приступают к формированию последовательности стандартных импульсов, период следования которых выбирают равным удвоенному интервалу времени, необходимому для прохождения зондирующими импульсами заданного расстояния между первой и второй базовыми плоскостями при нулевом значении скорости потока и значении температуры жидкой среды в трубопроводе ниже минимально возможной, в момент достижения первым зондирующим импульсом первой плоскости регистрации во второй плоскости излучения формируют второй зондирующий импульс и одновременно производят переизлучение первого зондирующего импульса, периодически повторяют операцию переизлучения первого зондирующего импульса, в момент достижения вторым зондирующим импульсом второй плоскости регистрации в первой плоскости излучения формируют третий зондирующий импульс, в момент достижения третьим зондирующим импульсом первой плоскости регистрации производят переизлучение второго зондирующего импульса, в момент достижения указанным зондирующим импульсом второй плоскости регистрации производят переизлучение третьего зондирующего импульса, периодически повторяют операции переизлучения второго и третьего зондирующих импульсов, в момент очередной регистрации второго зондирующего импульса и одновременно с ней четной по порядковому номеру регистрации первого зондирующего импульса завершают проведение текущего цикла измерения, выделяют из формируемой последовательности стандартных импульсов стандартный импульс, сформированный первым после момента завершения текущего цикла измерения, и используют его в качестве сигнала к началу проведения очередного цикла измерения, регистрируют выделяемые стандартные импульсы и по частоте их следования судят о мгновенном расходе, а по их количеству - о суммарном расходе.

Относительно устройства для реализации способа определения расхода воды в трубопроводе, содержащего исполнительный узел в составе измерительной линии, соединяющей линию полного давления с линией статического давления, и двух ультразвуковых преобразователей, размещенных в защитном корпусе и установленных вдоль измерительной линии на базовом расстоянии друг от друга, и электронный блок в составе генератора стандартных импульсов, первого генератора зондирующих импульсов, к первому выходу которого подключен ультразвуковой преобразователь, размещенный перед линией полного давления, второй генератор зондирующих импульсов, к первому выходу которого подключен ультразвуковой преобразователь, размещенный перед линией статического давления, двух усилителей, четырех электронных ключей, диода и схемы регистрации и индикации значений мгновенного и суммарного расходов, поставленная задача решается тем, что первый и второй ультразвуковые преобразователи размещены в защитном корпусе, а в состав электронного блока дополнительно включены три логических элемента "И", три электронных ключа, четыре вентиля и четыре диода, при этом к первому и второму выходам первого генератора зондирующих импульсов подключены соответственно вход и запирающий вход первого вентиля, к первому и второму выходам второго генератора зондирующих импульсов подключены соответственно вход и запирающий вход второго вентиля, к выходу первого вентиля подключен вход второго усилителя, к выходу второго вентиля подключен вход первого усилителя, к выходу первого усилителя подключены входы первого, второго и третьего электронных ключей, к выходу второго усилителя подключены первые входы логических элементов, вход третьего вентиля, а через первый диод - вход четвертого вентиля, к выходу генератора стандартных импульсов подключен вход четвертого электронного ключа, к выходу первого логического элемента подключен запирающий вход девятого электронного ключа, к выходу второго логического элемента подключены отпирающий вход четвертого электронного ключа и запирающий вход четвертого вентиля, к выходу третьего логического элемента подключен отпирающий вход третьего электронного ключа, к выходу первого электронного ключа подключены запирающий вход указанного ключа, запирающий вход второго электронного ключа, а через второй диод - отпирающий вход третьего электронного ключа, к выходу второго электронного ключа подключены вход шестого электронного ключа, вход седьмого электронного ключа, запирающий вход третьего вентиля, а через третий диод - вход четвертого вентиля, к выходу третьего электронного ключа подключены запирающий вход указанного ключа, отпирающий вход второго электронного ключа и вход второго генератора зондирующих импульсов, к выходу четвертого электронного ключа подключены запирающий вход указанного ключа, отпирающий вход пятого электронного ключа, вход девятого электронного ключа, а через четвертый диод - вход четвертого вентиля, к выходу пятого электронного ключа подключены запирающий вход указанного ключа и второй вход первого логического элемента, к выходу шестого электронного ключа подключены запирающий вход указанного ключа, вход пятого электронного ключа, отпирающий вход седьмого электронного ключа и второй вход второго логического элемента, к выходу седьмого электронного ключа подключены запирающий вход указанного ключа, отпирающий вход шестого электронного ключа, вход восьмого электронного ключа, отпирающий вход девятого электронного ключа и второй вход третьего логического элемента, к выходу восьмого электронного ключа подключены запирающий вход указанного ключа и вход второго генератора зондирующих импульсов, а к выходу девятого электронного ключа подключен вход схемы регистрации и индикации значений мгновенного и суммарного расходов.

Данное техническое решение поясняется следующими графическими материалами. На фиг. 1 изображена схема устройства для реализации предлагаемого способа, на фиг.2 - схема его электронного блока, на фиг.3 приведены временные диаграммы, поясняющие способ и работу устройства.

Устройство для реализации способа монтируется на трубопроводе 1 посредством седелки 2. Оно содержит линию 3 полного и линию 4 статического давлений Р_х и Р_о воды в контролируемом трубопроводе, исполнительный узел в составе измерительной линии 5 и двух ультразвуковых преобразователей 6, 7, размещенных в защитном корпусе 8, линию связи 9 и электронный блок 10 (фиг.1).

В состав электронного блока включены генератор 11 стандартных импульсов, два генератора 12, 13 зондирующих импульсов, два усилителя 14, 15, четыре вентиля 16-19, четыре диода 20-23, девять электронных ключей 24-32, три логических элемента "И" 33-35 и схема 36 регистрации и индикации значений мгновенного и суммарного расходов (фиг.2).

Способ заключается в следующем.

Предлагаемый способ осуществляется путем периодического измерения скорости V_х потока в заданной области поперечного сечения трубопровода 1 при частичном блокировании потока в этой области посредством линии 3 полного давления Р_х. При этом линией 4 статического давления Р_о задают область в продольном сечении трубопровода 1, которую посредством измерительной линии 5 подключают к линии 3 полного давления Р_х и тем самым отводят поток из области блокирования в поперечном сечении в заданную область в продольном сечении (фиг.1).

Вдоль потока, протекающего по линиям 3-5, и на расстоянии l_o друг от друга задают две базовые плоскости, с первой из которых совмещают рабочую плоскость первого ультразвукового преобразователя 6, со второй - рабочую плоскость второго ультразвукового преобразователя 7 (фиг.2).

Установленные на стенках измерительной линии 5 и размещенные в защитном корпусе 8 ультразвуковые преобразователи 6, 7 предназначены для работы как в режиме излучения, так и в режиме приема акустических сигналов, поэтому за первую плоскость излучения и вторую плоскость регистрации акустических сигналов принимают рабочую плоскость первого преобразователя 6, а за первую плоскость регистрации и за вторую плоскость излучения акустических сигналов - рабочую плоскость второго преобразователя 7.

В начале первого цикла измерения посредством генератора 11 приступают к формированию последовательности стандартных импульсов 37-41, период 2T(t^o) следования которых предварительно выбирают равным удвоенному интервалу времени, необходимому для прохождения акустическими сигналами (зондирующими импульсами 42-52 и 64-73) заданного расстояния L_o между первой и второй базовыми плоскостями при нулевом значении скорости V_х потока и значении температуры t^o воды в трубопроводе 1 ниже минимально возможной (фиг.3).

Импульс 37 последовательности 37-41 с выхода генератора 11 стандартных импульсов проходит открытый в исходном состоянии четвертый электронный ключ 27, закрывает его за собой и через четвертый диод 23 и четвертый вентиль 19 поступает на вход первого генератора 12. Срабатывая, генератор 12 возбуждает первый ультразвуковой преобразователь 6. В результате в первой плоскости излучения сформируется первый зондирующий импульс 42. При этом на время, необходимое для возбуждения ультразвукового преобразователя 6, вход второго усилителя 15 блокируется первым вентилем 16, запирающий вход которого подключен ко второму выходу первого генератора 12.

Первый зондирующий импульс 42 (акустический сигнал J₁) проходит вдоль потока в измерительной линии 5 расстояние L_o и спустя время T₁ после излучения, равное разности значений Т₀ и Т_х (где Т₀ - время, необходимое для прохождения акустическими сигналами J₁ и J₁ расстояния L_o при отсутствии потока воды в трубопроводе 1, а Т_х - интервал времени по длительности, пропорциональный скорости V_х потока), достигает первую плоскость регистрации, преобразуется вторым ультразвуковым преобразователем 7 в электрический сигнал и по линии 9 связи проходит в электронный блок 10, где через второй вентиль 17 поступает на вход первого усилителя 14. Соответствующий зондирующему импульсу 42 электрический импульс 53, сформированный на выходе усилителя 14, проходит открытый в исходном состоянии второй электронный ключ 25, третий диод 21, четвертый вентиль 19 и поступает на вход первого генератора 12, посылающего очередной электрический сигнал на первый ультразвуковой преобразователь 6. Возбуждаясь, преобразователь 6 в виде акустического сигнала 43 производит первое переизлучение первого зондирующего импульса 42. При этом периодически повторяющаяся операция переизлучения зондирующего импульса 42 сопровождается формированием очередных акустических сигналов 43-52 и соответствующих им электрических импульсов 54-63.

Кроме того, электрический импульс 53 проходит также открытые в исходном состоянии седьмой и восьмой электронные ключи 30, 31, запирает их за собой, отпирает шестой электронный ключ 29 и поступает на вход второго генератора 13. Срабатывая, генератор 13 возбуждает второй ультразвуковой преобразователь 7. В результате во второй плоскости излучения сформируется второй зондирующий импульс 64, а на время, необходимое для возбуждения ультразвукового преобразователя 7, вход первого усилителя 14 блокируется вторым вентилем 17, запирающий вход которого подключен ко второму выходу второго генератора 13.

Второй зондирующий импульс 64 (акустический сигнал J₂), излученный в направлении, противоположном направлению потока в измерительной линии 5, спустя время Т₂ после излучения, равное сумме значений Т₀ и Т_х, достигает вторую плоскость регистрации, преобразуется первым ультразвуковым преобразователем 6 в электрический сигнал и по линии 9 связи проходит в электронный блок 10, где через первый вентиль 16 поступает на вход второго усилителя 15. Соответствующий зондирующему импульсу 64 электрический импульс 77, сформированный на выходе усилителя 15, проходит первый диод 20, четвертый вентиль 19 и поступает на вход первого генератора 12, посылающего электрический сигнал на первый ультразвуковой преобразователь 6. Возбуждаясь, преобразователь 6 формирует в первой плоскости излучения третий зондирующий импульс 65.

Электрический импульс 77 через третий вентиль 18 поступает также на отпирающий вход первого электронного ключа 24, вследствие чего электрический импульс 55, соответствующий акустическому сигналу 44, одновременно со вторым электронным ключом 25 проходит первый электронный ключ 24 и своим задним фронтом закрывает ключи 24, 25, а через второй диод 22 отпирает третий электронный ключ 26.

Третий зондирующий импульс 65 (акустический сигнал J₁) спустя время T₁ после излучения достигает первую плоскость регистрации, преобразуется вторым ультразвуковым преобразователем 7 в электрический сигнал и по линии 9 связи проходит в электронный блок 10, где через второй вентиль 17 поступает на вход первого усилителя 14. Соответствующий зондирующему импульсу 65 электрический импульс 74, сформированный на выходе усилителя 14, проходит открытый импульсом 55 третий электронный ключ 26, запирает его за собой, возвращает в исходное состояние второй электронный ключ 25 и поступает на вход второго генератора 13 зондирующих импульсов. Генератор 13 посылает электрический сигнал на второй ультразвуковой преобразователь 7. Возбуждаясь, преобразователь 7 в виде акустического сигнала 66 производит первое переизлучение второго зондирующего импульса 64. Соответствующий акустическому сигналу 66 электрический импульс 78, как и предыдущий импульс 77, поступает на вход первого генератора 12, посылающего электрический сигнал на первый ультразвуковой преобразователь 6. Возбуждаясь, преобразователь 6 в виде акустического сигнала 67 производит первое переизлучение третьего зондирующего импульса 65. При этом периодически повторяющаяся операция переизлучения третьего зондирующего импульса 65 сопровождается формированием очередных акустических сигналов 67, 68, 70, 72 и соответствующих им электрических импульсов 75, 76, а периодически повторяющаяся операция переизлучения второго зондирующего импульса 64 сопровождается формированием очередных акустических сигналов 66, 69, 71, 73 и соответствующих им электрических импульсов 78-82.

Как показано на фиг.3, четная по порядковому номеру регистрация первого зондирующего импульса 42 производится через интервал времени, равный 2T₁, a очередная регистрация второго и очередная регистрация третьего зондирующих импульсов 64 и 65 производятся через интервалы времени 2Т₀, равные сумме значений T₁ и Т₂, т.е. через интервалы времени, не зависящие от значения от скорости V_х потока. Такой выбор соотношения значений периодов проведения операций переизлучения зондирующих импульсов позволяет не только определять величину расхода по длительности интервала времени, необходимого для проведения одного цикла измерения, но и учитывать в процессе измерения погрешность dT, обусловленную зависимостью скорости распространения акустических сигналов от температуры t^o воды в трубопроводе 1. При этом время окончания текущего цикла измерения определяют по моменту очередной регистрации второго зондирующего импульса 64 (электрический импульс 82) и одновременной с ней (четной по порядковому номеру) регистрации первого зондирующего импульса 42 (электрический импульс 63).

Четные и нечетные регистрации первого зондирующего импульса 42 (четные и нечетные по порядковому номеру электрические импульсы 53-63) выделяют соответственно шестым и седьмым электронными ключами 29, 30. Первый нечетный импульс 53 (и каждый второй электрический импульс последовательности 54-63), сформированный на выходе первого усилителя 14, проходит второй и седьмой электронные ключи 25 и 30, запирает за собой ключ 30, отпирает шестой электронный ключ 29 и поступает на отпирающий вход девятого электронного ключа 32 и на второй вход третьего логического элемента "И" 35, на первый вход которого с выхода второго усилителя 15 периодически поступают электрические импульсы 77-82.

Третий логический элемент 35 и третий вентиль 18 предназначены для предотвращения сбоя в работе электронных ключей 24-26 при одновременном формировании усилителями 14, 15 электрических импульсов 57 и 79 и для обеспечения очередного переизлучения второго зондирующего импульса 65 (акустического сигнала 69). Как показано на фиг.2, к выходу второго электронного ключа 25 подключен запирающий вход третьего вентиля 18, а к выходу третьего логического элемента 35 подключен отпирающий вход третьего электронного ключа 26, Это позволяет при одновременном формировании электрических импульсов 57 и 79 заблокировать вентилем 18 отпирающий вход первого электронного ключа 24 и через электронный ключ 26 подключить для электрического импульса 58 вход второго генератора 13 зондирующих импульсов к выходу первого усилителя 14. В результате электрический импульс 58 проходит третий электронный ключ 26, возвращает его в исходное состояние, подтверждает исходное состояние второго электронного ключа 25 и, поступив на вход генератора 13, обеспечивает излучение акустического сигнала 69.

Первый четный импульс 54 (и каждый второй электрический импульс последовательности 55-63) с выхода второго электронного ключа 25 проходит открытый предыдущим нечетным импульсом шестой электронный ключ 29, закрывает его за собой, открывает седьмой электронный ключ 30 и поступает на второй вход второго логического элемента "И" 34, первый вход которого соединен с первым входом первого и с первым входом третьего логических элементов 33 и 35.

При одновременном формировании первым и вторым усилителями 14, 15 электрических импульсов 63 (четный импульс) и 82 сигнал, сформированный на выходе второго логического элемента 34, отпирает электронные ключи 27 и 31 и поступает на запирающий вход четвертого вентиля 19 одновременно с поступлением на его вход импульса 63. Операция переизлучения первого зондирующего импульса 42 завершается. При этом импульс 63, поступив на запирающий вход третьего вентиля 18, заблокирует для импульса 82 отпирающий вход первого электронного ключа 24 и тем самым завершит операции переизлучения второго и третьего зондирующих импульсов 64, 65.

Первый цикл измерения завершается. При этом формирование генератором 11 последовательности стандартных импульсов 37-41 продолжается. Так как период 2T(t^o) следования стандартных импульсов выбран равным значению 2Т₀ при температуре t^o воды в трубопроводе 1 ниже минимально возможной, значение периода 2T(t^o) всегда больше значения периода 2Т₀ следования электрических импульсов 74-82. Поэтому интервал времени dT между электрическим импульсом 82 (63), сформированным последним при проведении первого (очередного) цикла измерения, и очередным стандартным импульсом 37, сформированным генератором 11 первым после завершения текущего цикла измерения, используется в качестве поправки к значению интервала времени t_1(2,3), необходимого для проведения одного цикла измерения. Тем самым в результатах измерения учитывается нестабильность скорости звука в контролируемой среде.

Очередной стандартный импульс 37 проходит четвертый электронный ключ 27, запирает его за собой и через четвертый диод 23, четвертый вентиль 19 поступает на вход первого генератора 12 зондирующих импульсов. Срабатывая, генератор 12 возбуждает первый ультразвуковой преобразователь 6. В результате в первой плоскости излучения сформируется первый зондирующий импульс 42 следующего цикла измерения.

Пятый электронный ключ 28, девятый электронный ключ 32 и первый логический элемент 33 предназначены для блокирования входа схемы 36 при отсутствии потока воды в трубопроводе 1. В начале очередного цикла измерения электронный ключ 28 открывается стандартным импульсом 37, через который спустя время 2T₁ проходит первый нечетный импульс 54, запирает за собой ключ 28 и поступает на второй вход первого логического элемента 33. При нулевом значении скорости V_х потока интервалы времени T₁ и Т₂ принимают значение Т₀, поэтому электрические импульсы 54 и 77 поступят на входы первого логического элемента 33 одновременно, и на выходе элемента 33 сформируется сигнал, поступающий на запирающий вход девятого электронного ключа 32. Одновременно сигнал, формирующийся на выходе второго логического элемента 34, воздействуя на отпирающий вход четвертого электронного ключа 27, выделит из последовательности 37-41 стандартный импульс 38, который в качестве очередного стандартного импульса 37 поступит на вход первого генератора 12. При значении скорости V_х потока, отличном от нуля, первый нечетный электрический импульс 53, поступая на отпирающий вход электронного ключа 32, подключает (через ключи 27 и 32) к выходу генератора 11 стандартных импульсов вход схемы 36 регистрации и индикации значений мгновенного и суммарного расходов.

Значение периода t_1(2,3) (частоты) следования последовательности выделенных стандартных импульсов 37, регистрируемых схемой 36, определяется соотношением значений интервалов времени Т₁ и Т₂, т.е. зависит от значения скорости V_х потока. Это позволяет судить о мгновенном расходе по частоте следования импульсов 37, а по их количеству - о суммарном расходе воды в контролируемом трубопроводе 1.

Как показано на примере (фиг.4), с понижением скорости V_х потока, равной V₁, до значения V₂ период следования t₁ последовательности стандартных импульсов 37 увеличивается до значения t₂, и вместо шести изображенных импульсов 37 за тот же интервал времени электронный блок 10 выделит четыре стандартных импульса. С повышением скорости V_х потока до значения V₃ период t₁ уменьшается до значения t₃ и за указанный интервал времени блок 10 выделит десять импульсов 37. При отсутствии потока (V_х=0) считывание стандартных импульсов 37 не производится. В этом случае (при необходимости) о длительности интервала времени 2N₀T₀, (где N₀ - количество интервалов времени 2Т₀) можно судить по количеству стандартных импульсов 38, используемых в качестве сигналов для начала очередных циклов измерения.

Таким образом, по сравнению с известными в предлагаемом способе и устройстве для его реализации количество информационных сигналов (зондирующих импульсов), формируемых в процессе проведения одного цикла измерения, не является величиной постоянной, а напротив, определяется значением скорости потока контролируемой среды, что позволяет повысить разрешающую способность.

Формула изобретения

1. Способ определения расхода воды в трубопроводе путем периодического измерения скорости потока в заданной области поперечного сечения трубопровода при частичном блокировании потока в этой области, заключающийся в том, что задают область в продольном сечении трубопровода, отводят поток из области его частичного блокирования в поперечном сечении в заданную область в продольном сечении, вдоль отведенного потока задают первую и вторую базовые плоскости, совмещают с первой базовой плоскостью первую плоскость излучения и вторую плоскость регистрации акустических сигналов, совмещают со второй базовой плоскостью первую плоскость регистрации и вторую плоскость излучения акустических сигналов и в начале очередного цикла измерения в первой плоскости излучения одновременно формируют первый и второй зондирующие импульсы, отличающийся тем, что в начале первого цикла измерения приступают к формированию последовательности стандартных импульсов, период следования которых выбирают равным удвоенному интервалу времени, необходимому для прохождения зондирующими импульсами заданного расстояния между первой и второй базовыми плоскостями при нулевом значении скорости потока и значении температуры жидкой среды в трубопроводе ниже минимально возможной, в момент достижения первым зондирующим импульсом первой плоскости регистрации во второй плоскости излучения формируют второй зондирующий импульс и одновременно производят переизлучение первого зондирующего импульса, периодически повторяют операцию переизлучения первого зондирующего импульса, в момент достижения вторым зондирующим импульсом второй плоскости регистрации в первой плоскости излучения формируют третий зондирующий импульс, в момент достижения третьим зондирующим импульсом первой плоскости регистрации производят переизлучение второго зондирующего импульса, в момент достижения указанным зондирующим импульсом второй плоскости регистрации производят переизлучение третьего зондирующего импульса, периодически повторяют операции переизлучения второго и третьего зондирующих импульсов, в момент очередной регистрации второго зондирующего импульса и одновременно с ней четной по порядковому номеру регистрации первого зондирующего импульса завершают проведение текущего цикла измерения, выделяют из формируемой последовательности стандартных импульсов стандартный импульс, сформированный первым после момента завершения текущего цикла измерения, и используют его в качестве сигнала к началу проведения очередного цикла измерения, регистрируют выделяемые стандартные импульсы и по частоте их следования судят о мгновенном расходе, а по их количеству - о суммарном расходе.

2. Устройство для реализации способа определения расхода воды в трубопроводе, содержащее исполнительный узел в составе измерительной линии, соединяющей линию полного давления с линией статического давления, и двух ультразвуковых преобразователей, размещенных в защитном корпусе и установленных вдоль измерительной линии на базовом расстоянии друг от друга, и электронный блок в составе генератора стандартных импульсов, первого генератора зондирующих импульсов, к первому выходу которого подключен ультразвуковой преобразователь, размещенный перед линией полного давления, второй генератор зондирующих импульсов, к первому выходу которого подключен ультразвуковой преобразователь, размещенный перед линией статического давления, двух усилителей, четырех электронных ключей, диода и схемы регистрации и индикации значений мгновенного и суммарного расходов, отличающееся тем, что в состав электронного блока дополнительно включены три логических элемента И, пять электронных ключей, четыре вентиля и три диода, при этом к первому и второму выходам первого генератора зондирующих импульсов подключены соответственно вход и запирающий вход первого вентиля, к первому и второму выходам второго генератора зондирующих импульсов подключены соответственно вход и запирающий вход второго вентиля, к выходу первого вентиля подключен вход второго усилителя, к выходу второго вентиля подключен вход первого усилителя, к выходу первого усилителя подключены входы первого, второго и третьего электронных ключей, к выходу второго усилителя подключены первые входы логических элементов, вход третьего вентиля, а через первый диод - вход четвертого вентиля, к выходу генератора стандартных импульсов подключен вход четвертого электронного ключа, к выходу первого логического элемента подключен запирающий вход девятого электронного ключа, к выходу второго логического элемента подключены отпирающий вход четвертого электронного ключа и запирающий вход четвертого вентиля, к выходу третьего логического элемента подключен отпирающий вход третьего электронного ключа, к выходу первого электронного ключа подключены запирающий вход указанного ключа, запирающий вход второго электронного ключа, а через второй диод - отпирающий вход третьего электронного ключа, к выходу второго электронного ключа подключены вход шестого электронного ключа, вход седьмого электронного ключа, запирающий вход третьего вентиля, а через третий диод - вход четвертого вентиля, к выходу третьего электронного ключа подключены запирающий вход указанного ключа, отпирающий вход второго электронного ключа и вход второго генератора зондирующих импульсов, к выходу четвертого электронного ключа подключены запирающий вход указанного ключа, отпирающий вход пятого электронного ключа, вход девятого электронного ключа, а через четвертый диод - вход четвертого вентиля, к выходу пятого электронного ключа подключены запирающий вход указанного ключа и второй вход первого логического элемента, к выходу шестого электронного ключа подключены запирающий вход указанного ключа, вход пятого электронного ключа, отпирающий вход седьмого электронного ключа и второй вход восьмого логического элемента, к выходу седьмого электронного ключа подключены запирающий вход указанного ключа, отпирающий вход шестого электронного ключа, вход восьмого электронного ключа, отпирающий вход девятого электронного ключа и второй вход третьего логического элемента, к выходу восьмого электронного ключа подключены запирающий вход указанного ключа и вход второго генератора зондирующих импульсов, а к выходу девятого электронного ключа подключен вход схемы регистрации и индикации значений мгновенного и суммарного расходов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4