Ультразвуковой измеритель скорости потока

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и|| 526827 ьо|оз Советски||

Социалистических

Республик фФ "41К-

- Ь:.=-=: " (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.04.75 (21) 2127828/10 с присоединением заявки № (51) М. Кл.- G 01P 5/00

Совета Министров СССР по лелем изобретений и открытий (53) УДК, 681.89(088.8) Оп| бликовано 30.08.76. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 13.09.76 (72) Автор изобр(тония

Ю. Е. Ободовский (7! ) Заяви;ель

Центральное конструкторское бюро гидрометеорологического приборостроения (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ПОТОКА

ГосУдаРстеенныь комитет (23) Приоритет

Изоб оетение относитс,!: области измерительной техники и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для измерения скорости потока и расхода жидкостей и газов.

Известны ультразвуковые измерители скорости потока и расхода, построенные по принципу синхрокольца (1). Недостатком таких измерителей является потеря результата измерений в случае срыва автоциркуляции импульсов, вызванного какой-либо впсшей помехой.

Этот недостаток устранен в (2), где ультразвуковой импульс, прошедший контролируемую среду, использован не для повторного запуска излучателя, а для прерывания излучения на интервал времени, равный длительности этого импульса. В этом случае возбуждение излучателя продолхкается до момента приема излученного сигнала и прекращается в момент приема. Лвтоциркуляция импульсов в синхрокольце устанавливается автоматически, но чувствительность измерительной системы уменьшается в два раза и, кроме погрешности, обусловленной искажением переднего фронта акустического импульса, появляется погрешность, обусловленная искажением заднего фронта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является ультразвуковой измеритель скорости потока (3), включающий два измерительных канала, построенных по схеме синхрокольца, остоящих из излучателя ультразвука, соединенного с формирователем импульсов возбуждения излучателя, и приемника ультразвука, последовательно соединенного с усилителем и формирователем импульсов автоциркуляции, измерительный и регистрирующий блоки.

10 Недостатком известного устройства является возможность срыва автоц||ркуляции импульсов в случае возникновения внешних помех.

Целью изобретения является повышение п015 мехоустойчивости измерителя.

Поставленная цель достигасTñ» за счет того, что в каждое синхрокольцо введены генератор имп1 IbcoB запрета, :хема з||п рета, два генератора задержки, два формирователя ко23 ротких импульсов и схема ИЛИ, причем выxîä формирователя импульсов автоциркуляции соединен со входами генератора импуль.ов запрета и первого генератора задержки, выход генератора импульсов запрета соединен 25 со входами схемы запрета и формирователя импульсов возбуждения излучателя, выход первый формирователь коротких импульсов соединен со входами схемы ИЛИ и второго генератора

33 задержки, выход второго генератора задерж526827 где Т вЂ” период следования импульсов автоциркуляции;

To — время измерения скорости потока; п — количество вспомогательных импульсов, появившихся на выходе схемы запрета за время To, Т, — период следования вспомогательных импульсов.

Если Т, известно, то, измерив число и, можно определить общее время, затраченное на восстановление автоциркуляции, равное л. Т и составляющее часть интервала времени То, и вычислить поправки, необходимые для получения точного результата измерения скорости пэтока. Для этого в.помогат льные импульсы с выхода схемы запрета 5 могут быть поданы на счетчик импульсов 13. В регистрирующем блоке 14 записывается количество вспомогательных импульсов за время каждого измерения скорости потока.

В случае двухканального устройства, включающего два синхрокольца, в одном из которых ультразвук распространяется в направлении, совпадающем с направлением измеряемой компоненты скорости потока, во втором— в противоположном направлении, разность частот синхроколец может быть представлена формулой:

+ и,— "n +(n — n) где f, f2 — выходные частоты соответственно первого и второго канала;

Т1, То — Г1ериодь! следования импульсо" автоцирку;I;IUHH в пезво vl и втором канале;

То — время измерения скорости потока;

n,, n — количества вспомогательных импульсов в первом и втором канале соответственно;

҄— период следования вспомогательных импульсов, принятый одинаковым в двух каналах.

Второе слагаемое последней формулы представляет собой погрешность измерения, В03никшую вследствие того, что в течение части времени Т, имели место срывы автоциркуляции и замена импульсов автоциркуляции вспомогательными импульсами. Подставив в формулу конкретные числа, нетрудно убедиться, что в двухканальной системе решающее влияние на погрешность измерения оказываcT абсолютная величина разности и — nI, причем допустимо, чтобы nI u ng в оооих каналах составляли значительную часть всех импульсов за время измерения.

Возможен вариант двухканального устройства, в которых измерительный блок 13 и регистриру1ощий блок 14, имеющиес1» в обоих

2э

ЭЭ

65 каналах, выполнены в виде схемы определения разности количеств вспомогательных импульсов и устройства индикации, показывающее, например, факт превышения допустимого значения n.— пь то есть значения, при котором погрешноcòü измерения скорости потока не превышает заданной величины. Следует отметить, что cphIBbl автоциркуляцин в каналах устройства обычно независимы н носят случайный характер, поэтому схема, определяющая разность количеств вспомогательных импульсов, должна быть относительно сложным устройством, применение которого не всегда может быть оправдано.

Таким образом, предлагаемая схема устройства для измерения скоро ти потока обеспечивает автоматическое и максимально быстрое восстановление работоспособности устройства при срывах автоцпркуляци1н, вызванных неоднородностями контролируемой среды, и одновременно производит точное измерение времени, затраченного на это восстановление в каждом канале. Это позволяет получать достоверные результаты в условиях, в которых измерение с помощью простого синхрокольца невозможно, а устройства, о нованные на других ультразвуковьгх методах, фазовом, не дают возможности обнаружить и оценить погрешность измерения, возникающую из-за прерывающих ультразвуковой луч неоднородностей среды.

Формула изобретения

Ультразвуковой измеритель скорости потока, включающий по крайней мере одно синхрокольцо, состоящее из излучателя ультразвука, соединенного с формирователем импульсов возбуждения излучателя, и приемника ультразвука, последовательно сосд. 1нснпого с усилителем и формирователем:1мпульсов автоцирк ляции, измерительный и регистрирующий блоки, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойч. вости, в каждое синхрокольцо введены генератор импульсов запрета, схема запрета, два генератора задержки, два формирователя коротких импульсов и схема ИЛИ. причем выход формирователя импульсов автоцпркуляцпн соединен со входами генератора:lмп льсов запрета и первого генератора задержки, выхОд генератора импульсов запрста соединен со входамн схемы запрета и формирователя импульсов возбуждения излучателя, выход первого генератора задержки через первый формирователь коротких импульсов соединен со входамн схемы ИЛИ и второго генератора задержки, выход второго генератора задержки соединен через второй формирователь коротки.; импуль "ов со Входами первого генератора задержки и схемы

ИЛИ, а выход схемы ИЛИ через схему запрета соединен со входом формирователя импульсов возбуждения излучателя.

526827 (.оставитель Е. Литвинов

Тскрсд В. Рыбакова

Редактор Е. Шепелева

1(оррсктор И. Позняковскап

Закал 2019 11 Изд. М 1577 1 ира к 1029 По IIII. сиса

Ц1111ИПИ Гостдарствс(:ного кп.аитста (..о зета Микис гров С.(:(.Р ио дела i изобретений и открыти;1!!3035, .Чосква, Я(-3 >, Раушская наб., д 4 б

Тииотрафин, ир. (аиуиова, 2

Источники информации, нринятыс по внимание при зкспертизе:

1. Авт. cB. ¹ 309244, G 01Р 5j05, 09.07.71.

1 ) 2. Лв(. CB. Л 134920, Gi 01Р 5/10, 21.11.69.

3. 113TCI(T СШЛ ¹ 2669121, 73 — 194, 16.02.54 (прототип).