Одноканальный ультразвуковой расходомер

 

244

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15 111.1969 (№ 1315637118-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 09.VII.1971. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания IЗ.IX.1971

011 1/00

0lp 5/08

Комитет па делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

1.121.082.4

88.8) Автор изобретения

С. П, Газетов

Заявитель

ОДНОКАНАЛЬНЪ|Й УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к измерителям расхода и может быть использовано для измерения как средних, так и мгновенных значений быстро меняющихся и пульсирующих расходов жидкостей.

Недостатками известных одноканальных ультразвуковых расходомеров по частотноимпульсным схемам измерения являются их малое быстродействие, невысокая точность и необходимость запоминания сигналов для выполнения операции вычитания частот следования ультразвуковых импульсов по потоку контролируемой жидкости и против него.

Описываемый расходомер отличается от известных тем, что схема переключения пьезоэлементов в нем состоит из триггера, соединенного с задающим генератором и через катодные повторители и дифференцирующие цепочки соответственно с каждым пьезоэлементом, которые через диоды подключены к усилителю-формирователю.

Указанные отличия позволяют повысить быстродействие и надежность прибора.

На фиг. 1 изображена блок-схема расходомера; на фиг. 2 — электрическая схема переключения пьезоэлементов с излучением на прием.

Расходомер состоит из датчика, в который входят участок трубопровода 1 и пьезоэлементы 2 и 8, задающий генератор 4, триггер 5 электронного переключателя пьезоэлементов с излучения на прием, катодные повторители 6 и 7, дифференцирующие цепочки 8 и 9, электронный переключатель 10, усилитель-формирователь принятых сигналов 11, генератор прямоугольных импульсов 12, сформированных по амплитуде и длительности, катодный повторитель 18, полосовой фильтр 14, усилитель низкой частоты 15, детектор 16, фильтр

1о нижних частот 17, регистрирующий прибор 18.

Расходомер работает следующим образом.

Задающий генератор 4, в качестве которого используется блокинг-генератор в режиме синхронизации, управляет работой основных уз1s лов расходомера. Каждый импульс задающего генератора 4, поступая на счетный вход триггера 5, переключают его пз одного устойчивого состояния в другое. Прямоугольные импульсы с анодов ламп триггера 5 через катодные

20 повторители 6 и 7 поступают соответственно на дифференцирующие цепочки 8 и 9 и на диоды Д и с7 . Положительный импульс с анода запертой лампы триггера 5, поступая через катодный повторитель 6 на лампе Л1 в точ2S ку а, запирает диод Д| и дифференцируется цепочкой 8, составленной из конденсатора Ci и резистора R>. Положительный импульс малой длительности с выхода цепочки 8, соответствующий переднему фронту импульса

30 триггера 5, поступает на пьезоэлемент 2 и

З(19244 возбуждает его. Ультразвкуковые колебания с пьезоэлемента 2, пройдя через контролируемую среду, принимаются пьезоэлементом 8 и преобразуются им в электрические колебания высокой частоты. При этом в точку б электронного переключателя 10 подан прямоугольный отрицательный импульс с анода отпертой лампы триггера 5, поддерживающий в отпертом состоянии диод Д . Через последний высокочастотный импульс с пьезоэлемента 8 поступает на вход усилителя-формирователя 11.

Усилителем-формирователем высокочастотный импульс усиливается, детектируется, и формируется видеоимпульс с коротким передним фронтом.

Сформированный таким образом импульс используется для запуска (синхронизации) задающего генератора 4, импульс которого переключает триггер 5. При этом изменяется полярность импульсов в точках а и б, т. е. осуществляется переключение пьезоэлементов.

Задающий генератор 4 одновременно с переключением триггера 5 осуществляет запуск генератора прямоугольных импульсов 12. Прямоугольные импульсы с генератора 12 через катодный повторитель 13 поступают на полосовой фильтр 14. (Полоса пропускания фильтра 14 рассчитывается на пропускание одной из нечетных гармонических составляющих последовательности импульсов, поступающей на его вход, с учетом возможных изменений частоты этой гармоники при изменении плотности контролируемой среды.)

Гармонические колебания, поступающие с выхода фильтра 14, усиливаются до требуемого уровня усилителем 15 со стабильным коэффициентом усиления, детектируются детектором 1б и через фильтр нижних частот

17 поступают на регистрирующий прибор 18.

Постоянная составляющая продетектирован

10 ного сигнала пропорциональна амплитуде, выделенной гармоники и, следовательно, скорости потока контролируемой среды. Расходомер может быть выполнен на транзисторах (полупроводниковых приборах) .

Предмет изобретения

Одноканальный ультразвуковой расходомер, содержащий ультразвуковой преобразователь, задающий генератор, электронный измеритель20 ный блок, индикатор и схему переключения пьезоэлементов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, схема переключения выполнена в виде последовательно соединенных триггера и соответ25 ственно для каждого пьезоэлемента катодного повторителя и дифференцирующей цепочки, вход которой соединен с задающим генератором, а выход — с соответствующим пьезоэлементом, при этом каждый пьезоэлемент соечО динен с усилителем-формирователем измерительного блока через соответствующий диод.

309244

Фиг. 2

Редактор А. В. Корнеев

Заказ 2464/16 Изд. № 1008 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2

1 с 4, 1е ь ф

< %)

Ь ъ-| ь ь ь ь

1 ь

1 о ь о

Гц ь . 1 з

Составитель 3. Гиндин

Техред А. А. Камышникова Корректор В. Жолудсва