Ультразвуковой способ измерения скорости потока жидких сред
1 !
1 а
О Il
ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
30I6IS
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 06.VI.1969 (№ 1334645/18-10) NAY, G 0lp 5 00 с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 21.IV.1971. Бюллетень № 14
Дата опуоликования описания 11 VI.1971
Комитет по дел м изобдетеиий и открытий и„ и Ссзсте Министров
СССР
УДУ 681.89(088.8) Автор изобретения
Э. Д. Крылова
Заявитель
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ
ПОТОКА ЖИДКИХ СРЕД где
Данное изобретение может найти применение в металлургической, химической, авиационной и других отраслях народного хозяйства для контроля скорости потока жидких сред.
Известные ультразвуковые способы измерения скорости потока жидких сред требуют встройки акустического измерительного преобразователя в разрез трубопровода путем фланцевого соединения и, кроме того, они не обеспечивают достаточной чувствительности при контроле потоков в трубопроводах малого диаметра.
Предлагаемый способ позволяет обеспечить контроль скорости потока с требуемой чувствительностью без нарушения трубопровода и отличается от известных способов тем, что приемники перемещают вдоль трубопровода, принимают и-ые отражения ультразвуковой волны от стенок трубопровода, измеряют разность фаз (времени) этих отражений и по этой разности судят о скорости потока, при этом количество отражений устанавливают в соответствии с требуемой чувствительностью и диаметром трубопровода.
Сущность предложенного способа заключается в следующем (применительно к изменению разности времени распространения).
Под углом к оси трубопровода в преломляющих волноводах с противоположных его сторон возбуждаются продольные ультразвуковые волны, которые в стенках трубопровода трансформируются в поперечные волны. Последние на внутренней поверхности трубопровода снова трансформируются и вводятся в поток в виде продольных ультразвуковых волн по направлению потока и против него.
После многократного углового отражения в контролируемой среде от стенок трубопрово10 да волны, прошедшие поток по его направлению и против него, принимаются в волноводах на противоположных сторонах трубопровода. В волноводы приемников ультразвуковые колебания, прошедшие поток, поступают
15 после дополнительной двойной трансформации из продольных в поперечные и снова в продольные.
Время распространения т центрального луча принятой волны по направлению потока за20 висит от времени распространения в волноводах тв и в стенках трубопровода т„ а также от диаметра D, скорости ультразвука С в потоке и средней скорости потока U:
2„+ 1 / V sin 1
25 с+в: тв+ тс+, О (1 аг )
С cos i>
P — угол, под которым волна распространяется в контролируемой среде; а — угол падения ультразвуковой волны в волноводе;
301618
Предмет изобретения
Составитель И. Гольденберг
Редактор С. И. Хейфиц Техред Л. В. Куклина Корректор О. Б. Тюрина
Заказ 1550/14 Изд. № 664 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва. Ж-ЗЗ, Раушская наб., д. 475
Ти погра фи я, пр. Са пупов а, 2
С вЂ” скорость распространения ультразвуковой волны в волноводе,. и — номер многократного отражения ультразвуковой волны внутри трубопровода;
Ва, — поправочныи акустико-гидродинамический коэффициент, учитывающий BJIHHiHHQ гидродинамического сопротивления.
Выражение для времени распространения волны против направления потока отличается знаком плюс перед вторым слагаемым в скобках его правой части.
Измеряя разность Лт времени распространения многократно-отраженных внутри трубопровода ультразвуковых волн, которая определяется,выражением
5Ь = 2(2„+ 1) B«V, С - С,cos) можно с более высокой точностью, по сравнению с известными способами, определить контролируемую скорость, потока, не нарушая трубопровода. Точность повышается за счет
2 — и-кратного отражения и, соответственно, в (2„+1) раз большего прохождения пути волной:в контролируемом, потоке.
Ультразвуковой способ измерения скорости
10 потока жидких сред в трубопроводах гидросистем с помощью ультразвука, заключающийся в измерении разности фаз (времени) двух волн, распространяющихся по направлению и против потока, отличающийся тем, что, с
15 целью изменения чувствительности измерения, приемники перемещают вдоль оси трубопровода, принимают и-ые отражения ультразвуковых волн от стенок трубопровода, измеряют разность фаз (времени) этих отражений и г1о
20 этой разности судят о скорости потока, при этом количество отражений устанавливают в соответствии с требуемой чувствительностью и диаметром трубопровода.
