Двухканальный ультразвуковой расходомер

 

<и> 523280

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саоа Сове:-скии

Со1 иалисти 1есиик

Реслублии (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.05.75 (21) 2131625/10 с присоединением заявки № (51) М. Кл. G 01Г 1/ОО

ГосУдарствонный комитет (23) Приоригег

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.07.76. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 02.08.76 (53) УДК 681.121(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. A. Коваль и Г. H. Катриченко (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране вод (54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к измерителям скорости потока жидких сред и может быть использовано для определения объемного или массового расхода.

Известны ультразвуковые расходомеры, основанные на сравнении времен прохождения ультразвуковых колебаний через жидкость в направлении потока и против него (1, 21.

Широкое распространение получили измерители, построенные по частотно-импульсной схеме, которые обеспечивают высокую точность измерения. 11о такой схеме построен двухканальный ультразвуковой расходомер

j3J, содержащий в каждом канале электроакустически последовательно соединенные генератор импульсов, излучающий и приемный ньезопреобра зов атели, усилитель обратной связи и подключенную к двум каналам схему выделения разностной частоты автоциркуляции импульсов в каналах, выход которой соединен с частотомером.

Недостатком известного расходомера является наличие погрешности, обусловленной нестабильностью запуска генератора импульсов.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в предлагаемом расходомере в каждом канале к выходу усилителя обратной связи подключены два селектора импульсов, выход одного из которых соединен с излучающим пьезопреобразователем, а выход другого — с входом генератора импульсов.

На чертеже показана блок-схема двухканального ультразвукового расходомера.

Ультразвуковой двухканальный расходомер содержит в каждом канале электроакустически последовательно соединенные генератор импульсов I (2), излучающий преооразователь

3 (4) и приемный преобразователь 5 (б), усилитель 7 (8) обратной связи, два селектора 9 (10), I i (12) импульсов, выход одного из которых соединен с излучающим преобразователем 3 (4), а выход другого селектора 11 (12) — с входом генератора 1 (2) импульсов.

К двум каналам подключена схема 13 выделения разностной частоты, выход которой соединен с частотомером 14.

Устройство работает следующим образом.

20 Генератор 1 формирует короткий импульс, который преобразуется пьезопреобразователем

3 в импульс ультразвуковых колебаний и излучается в контролируемую среду по направлению потока жидкости. Пройдя контролиру25 емую среду, этот импульс попадает на приемный пьезопреобразователь 5. Принятый электрический импульс усиливается усилителем 7 и через селектор 9 вновь поступает на излучающий пьезопреобразователь 3, после чего про

30 цесс циркуляции повторяется.

Формула изобр етения

35

Составитель В. Антипов

Текред T. Курилко

Корректоры: В. Дод и А. Николаева

Редактор T. Рыбалова

Заказ 1589/3 Изд. № !496 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж-35, Раушскзя наб., д. 4,5

Типография, нр. Сапунова, 2

Селектор 9 пропускает все импульсы от первого до и. После того как циркуляция импульса в синхрокольце повторится и раз, селектор

9 закрывается, а а+1 импульс выделяется селектором 11 и запускает генератор 1. Количество циркуляций а выбирается таким, чтобы амплитуда а+1 импульса, выделенного селектором 11, была достаточной для устойчивого запуска генератора 1. Коэффициент усиления усилителя 7 выбирается из расчета, чтобы обеспечить как можно большее число циркуляций и, но чтобы коэффициент передачи синхрокольца, состоящего из пьезопреобразователей 3 и 5, усилителя 7 и селектора 9, был меньше 1.

Аналогично работает схема второго канала устройства, с той разницей, что излучение ультразвуковых колебаний в контролируемую среду производится против направления потока жидкости. Количество циркуляций и в первом и втором каналах одинаково, Последовательности импульсов с выходов селекторов 11 и 12 поступают на вход схемы

13 выделения разностной частоты, которая измеряется частотомером 14, Поскольку частоты следования импульсов на выходах селекторов 11 и 12 однозначно связаны с временем прохождения ультразвука по направлению потока жидкости и против него, а следовательно и со скоростью течения, разность этих частот и является мерой скорости течения жидкости, В предлагаемом устройстве как в одном, так и в другом канале на каждое и циркуляций импульса в кольце, включающем только линейные элементы, приходится одна циркуляция в кольце, включающем нелинейный элемент-генератор. Поэтому ошибка измерения, обусловленная нестабильностью запуска генератора, уменьшается в и раз по сравнению с прототипом, что существенно повышает точность измерения скорости течения жидкости.

Двухканальный ультразвуковой расходомер, содержащий в каждом канале электро5 акустически последовательно соединенные генератор импульсов, излучающий и приемный пьезопреобразователи, усилитель обратной связи и подключенную к двум каналам схему выделения разностной частоты, выход которой

10 соединен с частотомером, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в каждом канале к выходу усилителя обратной связи подключены два селектора импульсов, выход одного из которых соединен

15 с излучающим преобразователем, а выход другого — с входом генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внима20 ние при экспертизе:

1. Авт. св. СССР № 115993, G 01F 1/00, 1958.

2. Патент США № 2911825, кл. 73 — 194, 14.06.55.

25 3. Биргер Г. И., Бражников Н. И. Ультразвуковые расходомеры, «Металлургия», М., 1964, стр. 66, 68 (прототип) .