Способ измерения расхода двухфазного потока сыпучего диэлектрического материала, перемещаемого воздухом по металлическому трубопроводу

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и измерения расхода двухфазного потока сыпучих диэлектрических материалов, перемещаемых воздухом по металлическому трубопроводу. В способе измерения расхода двухфазного потока сыпучего диэлектрического материала, перемещаемого воздухом по металлическому трубопроводу, включающем пропускание потока через электрическое поле и преобразование измерительных сигналов в цифровую форму, электрическое поле направляют перпендикулярно потоку через диэлектрические окна в трубопроводе, амплитудно модулируют токами поляризации диэлектрического материала световую волну, проходящую через амплитудный оптический модулятор света, регистрируют ее интенсивность, после преобразования измеренных сигналов в цифровую форму определяют элементарную массу материала в измерительном объеме, массу материала за время транспортирования путем циклического сложения элементарных масс, затем определяют массовый и объемный расходы материала за время транспортирования. Технический результат - упрощение способа и повышение точности измерения. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и измерения расхода двухфазного потока сыпучих диэлектрических материалов, перемещаемых воздухом по металлическому трубопроводу.

В настоящее время во многих отраслях промышленности при переработке различных сыпучих материалов применяется их пневмотранспортирование по трубопроводам. При пневмотранспортировании в технологических процессах производства необходим оперативный контроль и учет расхода сыпучих материалов. Разработка новых методов и технических средств, обеспечивающих необходимое быстродействие и точность учета, является актуальной задачей.

Известен способ измерения расхода сыпучих материалов по двум измеряемым параметрам потока - его плотности и линейной скорости (В.А.Виктров; Б.В.Лункин; А.С.Совлуков. «Радиоволновые измерения параметров технологических процессов», М., Энергоиздат, 1989 г., 207 с. В.А.Викторов; Б.В.Лункин; А.С.Совлуков. «Высокочастотный метод измерения неэлектрических величин», М, «Наука», 1978 г., 280 с.). В приведенных авторами способах измерения расхода сыпучих диэлектрических материалов плотность потока определяется по изменению амплитуды или мощности генерируемой в материаловоздушный поток электромагнитной волны.

Скорость двухфазного потока определяется на основании эффекта Доплера через частотный сдвиг электромагнитной волны, переданной в поток вещества и частично отраженной от движущегося материала, или корреляционным методом. Массовый расход перемещаемого материала определяется путем умножения двух измеряемых величин, плотности и скорости потока, на площадь сечения трубопровода.

Недостаток способа заключается в том, что с возрастанием плотности потока снижается проникающая способность волн, что приводит к увеличению погрешности измеряемых параметров - плотности и скорости потока. Применение корреляционных методов для измерения скорости потока материала связано со статистическим анализом сигналов от двух идентичных датчиков, размещенных на определенном расстоянии друг от друга вдоль направления потока и несущих информацию о неоднородностях материала.

Недостатком корреляционного метода является зависимость сигналов от случайных флуктуационных процессов в пневмопроводе, нарушение подобия сигналов с увеличением расстояния между датчиками. Статистическая обработка сигналов значительно усложняет техническую реализацию и повышает стоимость измерителя. Погрешность измерения расхода материала суммируется в результате измерения двух параметров потока и с течением времени накапливается.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ измерения параметров двухфазного потока сыпучих веществ, перемещаемых воздухом по металлическому трубопроводу (Патент РФ №(11)2411455, кл. G01F 1/66, кл. G01F 1/74, опубл. 10.02.2011 г.).

В этом способе просвечивают поток микроволнами, которые направляют вдоль потока через диэлектрические окна в трубопроводе, выбирают длину волны микроволн так, чтобы на просвечиваемом микроволнами участке трубопровода распространялась только волна низшего типа, детектируют одну часть волны, падающей на поток, и часть волны, прошедшей через него, преобразовывают сигналы, полученные после детектирования одной части волны, падающей на поток, и части волны, прошедшей через него, в цифровую форму - отсчеты напряжений, переводят с помощью усредненной детекторной характеристики отсчеты напряжений этих сигналов в отсчеты мощности этих сигналов, определяют по отсчетам мощности части волны, падающей на поток, и отсчетам мощности части волны, прошедшей через поток, коэффициент передачи мощности при пустом трубопроводе и трубопроводе, заполненном сыпучим веществом по формуле

,

где Рп, Рпр - мощность падающей на поток и прошедшей через поток волны,

µп, µпр - коэффициенты, количественно определяющие часть волны, падающей на поток, и часть волны, прошедшей через поток - коэффициенты связи направленных ответвителей, через которые производится отбор мощности падающей и прошедшей волны,

µпРп, µпр Рпр - мощность части волны, падающей на поток, и мощность части волны, прошедшей через поток,

переводят коэффициенты передачи и в логарифмическую форму по формуле

,

определяют коэффициент передачи К2, характеризующий затухание волны в веществе, как разность значений и

,

определяют по величине К2[дб] значение погонной массы m вещества в потоке из расчета по формуле:

,

где Λ - длина волны в трубопроводе - круглом волноводе, заполненном транспортным воздухом,

ρсв - насыпная плотность сыпучего вещества,

- мнимая часть относительной комплексной диэлектрической проницаемости сыпучего вещества,

27,3 - коэффициент, возникающий при переходе от неперов к децибелам (π8,68),

l - длина участка трубопровода, просвечиваемого микроволнами,

S - сечение трубопровода.

Или определяют зависимость m от K2[дб]/1, экспериментально, смешивают другую часть волны, падающей на поток, с частью волны, отраженной от потока, и выделяют аналоговый сигнал, частота которого равна частоте Доплера, полученный сигнал с выхода смесителя преобразовывается в цифровую форму, в микроконтроллере осуществляется частотный анализ этого сигнала с помощью математического частотного анализатора, который представляет собой программу, реализующую N-точечное быстрое преобразование Фурье (БПФ), определяют спектральные составляющие доплеровского спектра f1, f2…fN и амплитуды этих составляющих U1, U2…UN, определяют компоненты скорости потока:

; ,

определяют индивидуальные весовые коэффициенты c1, с2…cN исходя из отношения амплитуды каждой составляющей доплеровского спектра Ui к суммарной амплитуде UΣ всех составляющих доплеровского спектра:

, ,

где , причем сумма индивидуальных весовых коэффициентов должна удовлетворять условию:

,

определяют скорость потока как сумму компонент скоростей потока νi с учетом индивидуальных весовых коэффициентов q по формуле:

,

определяют массовый расход потока Qm:

,

где N - число компонент потока, имеющих одинаковую скорость ν;

а объемный расход определяют по формуле:

Qv=Qmсв

где ρсв - насыпная плотность вещества.

Недостатками способа являются:

1. Сложный метод расчета «погонной массы» m′, который значительно усложняет техническую реализацию предлагаемого способа измерения расхода сыпучего материала.

2. Не учитывается зависимость мнимой комплексной относительной диэлектрической проницаемости сыпучего вещества от частоты (длины) электромагнитной волны.

3. С увеличением коэффициента заполнения объема трубопровода kv>0,1 снижается проникающая способность электромагнитных волн СВЧ-диапазона, что приводит к увеличению погрешности измеряемых параметров - погонной массы m′ и скорости потока - V.

4. Погрешность измерения массы и расхода вещества в потоке складывается из погрешностей измерения двух параметров - погонной массы и скорости потока.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением - создание нового способа измерения расхода двухфазного потока сыпучего диэлектрического материала, перемещаемого воздухом по металлическому трубопроводу, базирующегося на одном измеряемом параметре.

Технический результат - упрощение способа и повышение точности измерения.

Указанный результат достигается тем, что в способе измерения расхода двухфазного потока сыпучего диэлектрического материала, перемещаемого воздухом по металлическому трубопроводу, включающем пропускание потока через электрическое поле, и преобразование измерительных сигналов в цифровую форму, электрическое поле направляют перпендикулярно потоку через диэлектрические окна в трубопроводе, амплитудно модулируют токами поляризации диэлектрического материала световую волну, проходящую через амплитудный оптический модулятор света, регистрируют ее интенсивность, после преобразования измеренных сигналов в цифровую форму, определяют элементарную массу материала в измерительном объеме по формуле:

, где

a0·ε·S; b=ε0·ε·S+C2·ε·D; ; , где

U0 - статическое напряжение источника питания;

I0 - начальное значение интенсивности света при незаполненном материалом трубопроводе;

I - значение выходной интенсивности светового потока;

ε0=8,85·10-12 Ф/м - электрическая постоянная;

ε - диэлектрическая проницаемость материала;

S - площадь пластин конденсатора, создающего электрическое поле;

D - расстояние между обкладками конденсатора;

ρ - плотность материала;

С2 - электрическая емкость амплитудного оптического модулятора;

γ - параметр, определяющий амплитудный оптический модулятор;

π=3,14,

n0 - показатель преломления света кристалла амплитудного оптического модулятора;

λ - длина световой волны источника в вакууме;

h - размер кристаллического элемента вдоль силовых линий электрического поля;

l - линейная длина кристалла амплитудного оптического модулятора;

r63 - электрооптический коэффициент;

определяют массу материала за время транспортирования путем циклического сложения элементарных масс по формуле:

, где

t - время транспортирования,

затем определяют массовый расход материала за время транспортирования по формуле:

,

а объемный расход материала определяют по формуле:

, где ρ - плотность материала.

Двухфазный поток сыпучего диэлектрического материала, перемещаемого воздухом по металлическому трубопроводу, пропускают через электрическое поле, создаваемое, например, конденсатором, которое направляют перпендикулярно потоку через диэлектрические окна в трубопроводе. Световую волну, проходящую через амплитудный оптический модулятор света, амплитудно модулируют токами поляризации диэлектрического материала и регистрируют ее интенсивность. Измеренные аналоговые сигналы напряжения преобразуют в цифровую форму в микропроцессоре, где они обрабатываются по заданному алгоритму, а именно: определяются элементарная масса материала в измерительном объеме, потом масса материала за время транспортирования путем циклического сложения элементарных масс, затем определяются массовый и объемный расходы материала за время транспортирования.

Пример осуществления способа.

Способ может быть осуществлен с помощью устройства, изображенного на Фиг.1.

Устройство содержит высоковольтный источник питания 1, соединенный с последовательно включенными измерительной вставкой 2, на которой диаметрально расположены диэлектрические окна, и амплитудным оптическим модулятором 3, на вход которого поступает световая волна, генерируемая лазерным диодом 4, с выхода амплитудного оптического модулятора 3 промодулированная токами поляризации световая волна поступает на фотоприемник 5, соединенным с микропроцессором 6, выход которого соединен с индикатором 7.

Измерительная вставка 2 вмонтирована посредством фланцевых соединений в пневмомагистраль 8.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Двухфазный материало-воздушный поток, материальная составляющая которого представляет сыпучий диэлектрический материал, пропускают по металлическому трубопроводу через измерительную вставку 2 в виде отрезка трубы, вмонтированную посредством фланцевых соединений в пневмомагистраль 8. Измерительная вставка 2 имеет диаметрально расположенные диэлектрические окна, в которые вмонтированы обкладки измерительного конденсатора, подключенные, соответственно, к высоковольтному источнику питания 1 и амплитудному оптическому модулятору 3. Высоковольтный источник питания 1 создает на обкладках измерительного конденсатора 2 электрическое поле, направленное перпендикулярно движению двухфазного материаловоздушного потока. Движение двухфазного материало-воздушного потока вызывает изменение емкости конденсатора вставки 2 пропорционально изменению концентрации материала в двухфазном потоке, приводящее к изменению напряженности электрического поля в последовательно включенном регистрирующем конденсаторе амплитудного оптического модулятора 3. Это вызывает амплитудную модуляцию световой волны, генерируемой лазерным диодом 4, проходящей через амплитудный оптический модулятор света 3.

Интенсивность амплитудно-модулированной в зависимости от концентрации, проходящего через измерительную вставку вещества, световой волны регистрируется фотоприемником 5, с выхода которого аналоговый электрический сигнал напряжения поступает в микропроцессор 6, где после преобразования измеренных аналоговых сигналов напряжения в цифровую форму вычисляется элементарная масса материала Am в измерительном объеме и путем циклического сложения элементарных масс определяется масса материала m за время транспортирования t, затем определяется массовый Qm и объемный Qν расходы материала за время транспортирования t. С выхода микропроцессора 6 информацию направляют на индикатор 7.

Образ представления результатов измерения расхода в виде цифр, графиков, гистограмм создается микропроцессором и отображается на индикаторе. Устройство изготавливают из покупных изделий.

Таким образом, предлагаемый способ является более точным, за счет того, что погрешность измерения массы и расхода вещества в потоке складывается из погрешности измерения одного параметра - интенсивности световой волны. Кроме того, предлагаемый способ является просто технически реализуемым.

1. Способ измерения расхода двухфазного потока сыпучего диэлектрического материала, перемещаемого воздухом по металлическому трубопроводу, включающий пропускание потока через электрическое поле и преобразование измерительных сигналов в цифровую форму, отличающийся тем, что электрическое поле направляют перпендикулярно потоку через диэлектрические окна в трубопроводе, амплитудно модулируют токами поляризации диэлектрического материала световую волну, проходящую через амплитудный оптический модулятор света, регистрируют ее интенсивность, после преобразования измеренных сигналов в цифровую форму, определяют элементарную массу материала в измерительном объеме по формуле:
, где
a0·ε·S; b=ε0·ε·S+C2·ε·D; ; , где
U0 - статическое напряжение источника питания;
I0 - начальное значение интенсивности света при незаполненном материалом трубопроводе;
I - значение выходной интенсивности светового потока;
ε0=8,85·10-12 Ф/м - электрическая постоянная;
ε - диэлектрическая проницаемость материала;
S - площадь пластин конденсатора, создающего электрическое поле;
D - расстояние между обкладками конденсатора;
ρ - плотность материала;
C2 - электрическая емкость амплитудного оптического модулятора;
γ - параметр, определяющий амплитудный оптический модулятор;
π=3,14;
n0 - показатель преломления света кристалла амплитудного оптического модулятора;
λ - длина световой волны источника в вакууме;
h - размер кристаллического элемента вдоль силовых линий электрического поля;
l - линейная длина кристалла амплитудного оптического модулятора;
r63 - электрооптический коэффициент;
определяют массу материала за время транспортирования путем циклического сложения элементарных масс по формуле:
, где
t - время транспортирования,
затем определяют массовый расход материала за время транспортирования по формуле:
,
а объемный расход материала определяют по формуле:
, где ρ - плотность материала.



 

Похожие патенты:

Ультразвуковой расходомер для измерения потока текучей среды в трубопроводе. В некоторых примерах реализации ультразвуковой расходомер содержит патрубок, блок преобразователя и блок заглушки посадочного гнезда.

В одном из примеров реализации ультразвуковой расходомер содержит патрубок, имеющий сквозное отверстие и посадочное гнездо преобразователя, проходящее от внешней поверхности патрубка к сквозному отверстию.

Предложен ультразвуковой расходомер для измерения потока текучей среды в трубопроводе. В одном из примеров реализации настоящего изобретения ультразвуковой расходомер содержит патрубок, имеющий сквозное отверстие и канал преобразователя, проходящий к сквозному отверстию.

Датчик ультразвукового расходомера может быть использован для определения расхода газов и жидкостей. Он состоит из пролетного канала, в торцах которого установлены акустические преобразователи, и двух патрубков, соединяющих пролетный канал с контролируемым трубопроводом.

Группа изобретений относится к измерительной технике и, в частности, к способу и системе обнаружения и отслеживания отложений. Система обнаружения нароста отложений в ультразвуковом расходомере включает ультразвуковой расходомер, муфту, пару преобразователей, закрепленных на муфте.

Ультразвуковой преобразователь ультразвукового расходомера снабжен корпусом, содержащим ближний к месту крепления конец, дальний к месту крепления конец и внутренний объем.
Способ одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси, включающий зондирование восходящего потока несепарированной газожидкостной смеси непрерывным ультразвуковым сигналом, прием отраженного от неоднородностей сигнала, комплексное детектирование, выделяющее синфазную с зондирующим сигналом и квадратурную составляющие, проведение спектрального анализа с определением знака преобладающей частоты, определение частоты сигнала и доли времени, когда преобладающая частота принимает отрицательное значение.

Изобретение относится к системам выравнивания потока текучей среды в проточной части расходомеров или в трубопроводах на входе расходомеров, предназначенных для измерений объемного расхода текучих сред.

Изобретение относится к бытовым ультразвуковым счетчикам для измерения расхода газа. Техническим результатом является повышение точности, а также увеличение динамического диапазона измеряемого расхода газа.

Изобретение относится к жидкостным и газовым ультрозвуковым расходомерам. Пьезоэлектрический узел для ультразвукового расходомера содержит пьезоэлектрический элемент, содержащий первую поверхность и вторую поверхность, пьезоэлектрический первый электрод, взаимодействующий с первой поверхностью, и второй электрод, взаимодействующий со второй поверхностью.

Ультразвуковой расходомер для измерения потока текучей среды в трубопроводе содержит патрубок, имеющий сквозное отверстие и посадочное гнездо преобразователя. Посадочное гнездо преобразователя проходит вдоль центральной оси от открытого конца в сквозном отверстии к закрытому концу, являющемуся удаленным по отношению к сквозному отверстию. Кроме того, расходомер содержит акустический преобразователь, расположенный в посадочном гнезде преобразователя. Преобразователь содержит пьезоэлектрический элемент. Кроме того, расходомер содержит дренажное отверстие, сообщающееся посредством текучей среды с посадочным гнездом преобразователя. Дренажное отверстие расположено в осевом направлении между открытым концом и закрытым концом посадочного гнезда преобразователя. Кроме того, расходомер содержит дренажную трубку, имеющий впускной конец, присоединенный к дренажному отверстию, и выпускной конец, противоположный впускному концу. Дренажное отверстие выполнено с возможностью отведения жидкости из посадочного гнезда преобразователя во впускной конец дренажной трубки. Технический результат - возможность установления ультразвукового расходомера в большем количестве разнообразных положений и ориентаций с одновременной минимизацией накапливания жидкости, по меньшей мере, в одном посадочном гнезде преобразователя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ измерения расхода жидкости, протекающей через канал заключается в то, что в сечении канала выбирают сложную виртуальную измерительную поверхность, перекрывающую полностью все сечение канала, затем, в ее геометрическом центре или центрах устанавливают ультразвуковой источник или источники, формирующие группу узконаправленных лучей, пронизывающих виртуальную измерительную произвольную поверхность с заданным шагом по широте и долготе так, что она покрывается сеткой точек пересечения каждого луча с виртуальной измерительной поверхностью, причем каждый луч перпендикулярен поверхности в точке пересечения. Затем для каждого луча проводят измерение скорости потока вдоль луча в точке пересечения с виртуальной измерительной поверхностью в направлении нормали к упомянутой поверхности по доплеровскому смещению частоты эхосигнала от точки пространства на виртуальной измерительной поверхности, после чего проводят интегрирование по всем точкам сетки. Технический результат - повышение точности измерения расхода, обеспечение обслуживания без осушения канала и даже без остановки гидроэнергетических установок. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для определения скорости потока газовой среды. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют генерирование ультразвуковых колебаний, прием ультразвуковых колебаний электроакустическими преобразователями, измерение разности фаз электрических колебаний между сигналами от электроакустических преобразователей и вычисление скорости потока по разности фаз, при этом в зависимости от управляющего напряжения, посредством коммутатора на вход измерителя разности фаз подаются сигналы от электроакустических преобразователей 1, 2, 3, из которых электроакустические преобразователи 1, 2 расположены на концах измерительного канала, а преобразователь 3 - на расстоянии одной длины волны распространения ультразвука в воздухе; при нулевом управляющем напряжении обрабатывается сигнал с преобразователей 2 и 3 и запоминаются результаты измерения скорости звука; когда управляющее напряжение принимает значение единицы, через коммутатор проходят сигналы от преобразователей 1 и 2, а на выходе запоминающего устройства выдается запомненный результат измерения электрических сигналов, полученных на выходах преобразователей 2 и 3, и текущее значение разности фаз, полученное на выходе преобразователей 1 и 2; вычислительное устройство рассчитывает мгновенное значение скорости потока газовой среды. Технический результат: обеспечение возможности повышения быстродействия определения скорости потока газовой среды и обеспечение возможности представления результатов в режиме реального времени. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретения относятся к технике измерения расхода жидкости или газа. Способ включает этапы, выполняемые без прекращения потока текучей среды через расходомер, передачу ультразвукового сигнала первой частоты через указанную текучую среду; регулировку частоты с изменением первой частоты на вторую частоту и передачу другого ультразвукового сигнала второй частоты через указанную текучую среду, причем способ дополнительно включает использование одного общего акустического согласующего слоя для указанных ультразвукового сигнала и другого ультразвукового сигнала. Система содержит пьезоэлектрический элемент, выполненный с возможностью резонировать более чем на одной частоте; акустический согласующий слой, соединенный с пьезоэлектрическим элементом и выполненный с возможностью обеспечения согласования импеданса на каждой из указанной более чем одной частоты; возбуждающее устройство для одновременного возбуждения указанной более чем одной частоты с обеспечением одновременной выработки указанным элементом более чем одного сигнала; оценивающее устройство для оценки качества указанного более чем одного сигнала и выбирающее устройство для выбора, с использованием указанной оценки, одной частоты из указанной более чем одной частоты для ее возбуждения. Расходомер, содержащий пьезоэлектрический элемент, выполненный с возможностью резонировать на различных частотах; акустический согласующий слой, сопряженный с указанным элементом и выполненный с возможностью обеспечения согласования акустического импеданса на указанных различных частотах, причем пьезоэлектрический элемент испускает первый сигнал через текучую среду, проходящую через расходомер, и испускает другой сигнал вместо первого сигнала на основании оценки качества указанного первого сигнала, а указанные первый и другой сигналы имеют различные частоты. Технический результат заключается в повышении точности измерения расхода. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 16 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах измерения газообразных и текучих сред, а также в коммерческих расчетах. Способ измерения расхода среды, при котором основной поток суммируют с обратным потоком, проводят суммарный поток через основной расходомер, измеряют его, далее разделяют его на два потока, один из которых считают равным входящему и направляют в нагрузку, другой - считают обратным, измеряют своим расходомером и вычитают из суммарного потока. При этом разделяют весь диапазон измерения на две части - первая часть измерения с обратным потоком, вторая часть измерения без обратного потока. В первой части диапазона обратный поток принудительно направляют к основному потоку для суммирования, изменяют его величину инверсно к величине основного потока. Во второй части диапазона расход основного потока измеряют основным расходомером без обратного потока. Кроме того, по изобретению устанавливают связь пропорциональной и инверсной между обратным потоком и основным. Технический результат - расширение диапазона измерения расхода. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ измерения расхода многофазной жидкости, заключающийся в измерении акустического шума, создаваемого движением жидкости при протекании ее через известное сечение, скорость прохождения жидкости определяют по частоте акустических шумов, вызываемых неравномерностью движения жидкости, предварительно измеряют температуру потока и давление в трубе, плотности каждой из фаз, а затем на основе предложенных зависимостей рассчитывают объемную или массовую доли каждой фазы. При этом, используя лабораторные результаты, составляют уравнения зависимости скорости звука каждой фазы от давления и температуры, а уравнение скорости звука для воды дополняют зависимостью от солености воды, при этом полученные уравнения записывают в расчетный блок, измеряют давление и температуру в трубопроводе, измеряют соленость воды, измеряют и записывают амплитуды и частоты колебаний трубы, по которой протекает многофазная жидкость, измеряемый диапазон частот делят на части, соответствующие каждой фазе, в каждой из частей после применения быстрых преобразований Фурье выделяют максимальные значения амплитуд и соответствующие им частоты и вычисляют объемный расход каждой фазы жидкости по соответствующей формуле. Технический результат - уменьшение погрешности измерения каждой фазы. 4 ил.

Преобразовательный блок ультразвукового расходомера. По меньшей мере некоторые из пояснительных примеров реализации представляют собой системы, содержащие: патрубок, который задает внешнюю поверхность, центральный проход и посадочное гнездо преобразователей, проходящее от внешней поверхности к центральному проходу; и преобразовательный блок, соединенный с посадочным гнездом преобразователей. Преобразовательный блок содержит: переходной элемент, соединенный с патрубком, причем переходный элемент имеет первый конец, размещенный в посадочном гнезде преобразователей, и второй конец, расположенный снаружи внешней поверхности; пьезоэлектрический модуль с пьезоэлектрическим элементом, причем пьезоэлектрический модуль соединен непосредственно с первым концом переходного элемента и размещен во внешней поверхности; трансформаторный модуль с размещенным в нем трансформатором, причем трансформаторный модуль соединен непосредственно со вторым концом переходного элемента и размещен снаружи внешней поверхности; и электрический проводник, размещенный в проходе посредством переходного элемента и соединяющий трансформатор с пьезоэлектрическим элементом. Технический результат - повышение надежности ультразвуковых расходомеров, сокращение времени выявления неисправности и ремонта. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 12 ил.

Блок преобразователя для ультразвукового расходомера содержит пьезоэлектрический модуль. При этом пьезоэлектрический модуль содержит корпус, имеющий центральную ось, первый конец, второй конец, противоположный первому концу, и первую внутреннюю камеру, проходящую в радиальном направлении от первого конца. Кроме того, пьезоэлектрический модуль содержит пьезоэлемент, расположенный в первой внутренней камере. Кроме того, пьезоэлемент содержит распорки, расположенные в первой внутренней камере между пьезоэлементом и корпусом, причем каждая распорка расположена в радиальном направлении между пьезоэлементом и корпусом. Технический результат - улучшение качества ультразвуковых сигналов. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 9 ил.

Устройство для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе содержит источник сигналов ультразвуковой частоты, как минимум, «N»-управляемых ключей, подсоединенных своими соответствующими выводами к выходу источника сигналов ультразвуковой частоты через схему развязки, как минимум, «М»-первых ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей, установленных на трубопроводе с контролируемой средой и подсоединенных своими соответствующими выводами к соответствующим вторым выводам одних из, как минимум, «N»-соответствующих управляемых ключей, «М»-вторых ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей, установленных на трубопроводе с контролируемой средой и подсоединенных своими соответствующими выводами к соответствующим вторым выводам других из, как минимум, «N»-соответствующих управляемых ключей, усилитель, непосредственно подсоединенный своим входом к выходу схемы развязки, и схему управления, подсоединенную своими соответствующими выходами к управляющим входам «N»-управляемых ключей и к выходу источника сигналов ультразвуковой частоты. Технический результат - исключение влияния разброса параметров электронных компонентов на процесс прохождения сигналов ультразвуковой частоты по электронным цепям устройства и, следовательно, повышение точности измерения объемного расхода контролируемой среды в трубопроводе. 3 ил.

Изобретение относится к ультразвуковому проточному датчику (110) для применения в текучей среде. Предложенный ультразвуковой проточный датчик (110) содержит, по меньшей мере, два ультразвуковых преобразователя (120, 122), расположенных в проточной трубе (112), вмещающей поток текучей среды, и разнесенных вдоль потока текучей среды. Ультразвуковой проточный датчик (110) также содержит отражательную поверхность (126), причем ультразвуковые преобразователи (120, 122) установлены с возможностью посылки друг другу ультразвуковых сигналов посредством однократного отражения последних на отражательной поверхности (126). Между ультразвуковыми преобразователями (120, 122) предусмотрено отклоняющее устройство (132), выполненное таким образом, чтобы в основном подавлять паразитные ультразвуковые сигналы, отражаемые отражательной поверхностью (126) и падающие на отклоняющее устройство (132), путем их отклонения в сторону от ультразвуковых преобразователей (120, 122). Отклоняющее устройство расположено, по меньшей мере, на средней трети соединительного отрезка между ультразвуковыми преобразователями (120, 122) и имеет, по меньшей мере, одну отклоняющую поверхность (134, 136; 150). Нормали к отклоняющей поверхности (134, 136; 150) образуют с нормалью к отражательной поверхности (126) углы, среднее значение которых больше 10°. Технический результат - повышение точности измерений за счет существенного подавления паразитных ультразвуковых импульсов. 6 з.п. ф-лы, 34 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и измерения расхода двухфазного потока сыпучих диэлектрических материалов, перемещаемых воздухом по металлическому трубопроводу. В способе измерения расхода двухфазного потока сыпучего диэлектрического материала, перемещаемого воздухом по металлическому трубопроводу, включающем пропускание потока через электрическое поле и преобразование измерительных сигналов в цифровую форму, электрическое поле направляют перпендикулярно потоку через диэлектрические окна в трубопроводе, амплитудно модулируют токами поляризации диэлектрического материала световую волну, проходящую через амплитудный оптический модулятор света, регистрируют ее интенсивность, после преобразования измеренных сигналов в цифровую форму определяют элементарную массу материала в измерительном объеме, массу материала за время транспортирования путем циклического сложения элементарных масс, затем определяют массовый и объемный расходы материала за время транспортирования. Технический результат - упрощение способа и повышение точности измерения. 1 ил.

Наверх