Расходомер жидкостей

 

ОПИСА

ИЗОБРЕТЕНИЯ ф +Q - О (ъ ": ю .

НИЁ

-4 (иД 67524

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090878 (21) 2655902/18-10

{51)М. Кл.а

G 01 F 1/66 с присоединением заявки ¹

I осударетвениый комитет

ССС P по делан изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300980,Бюллетень ¹ 36

{53) УДК 681 121

° 8(088.8) Дата опубликованияописания 300980 (72) Автор ,изобретения

A.Ã. Сафин (73) Заявитель

/ (54) РАСХОДОМЕР ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения расхода жидкостей в трубопроводах больших диаметров.

Известны расходомеры жидкостей, работа которых основана на определении средней скорости меток — дополнительных веществ, вводимых в измеряемый поток, например, пузырьков

rasa, полностью перекрывающих сечение трубопровода, регистрация которых производится фотоэлементом, Ц .

Эти расходомеры неприменимы для иэмерения в трубопроводах большого диаметра с жидкостью, имеющей низкую оптическую прозрачность.

Наиболее близким по своей техни-. ческой сущности является расходомер жидкости, содержащий ультразвуковой генератор, два ультразвуковых преобразователя, расположенных в диаметральной плоскости трубопровода, и измеритель временных интервалов 1.2 .

Иедостатком расходомера, реализующего корреляционный способ измерения, является недостаточная точность измерения. Это обусловлено тем, что погрешность измерения зависит от физико-химических свойств жидкости и параметров потока.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

5 Поставленная цель достигнута тем, что в расходомер жидкостей введены третий ультразвуковой преобразователь, устройство образования воздушных пузырьков в -потоке жидкости,два

10 ультразвуковых генератора, две схемы выделения разностной частоты, генератор опорной частоты и два сравнивающих устройства, причем третий ультразвуковой преобразователь рас-15 положен в диаметральной плоскости трубопровода, устройство образования воздушных пузырьков в потоке жидкости установлено между первым и вторым ультразвуковыми преобразователями

2О на оси трубопровода, каждый ультра звуковой преобразователь подключен к соответствующему ультразвуковому генератору, выходы первого и второ- . го ультразвуковых генераторов соеди25 иены с входами первой схемы выделения разностной частоты, выходы первого и третьего ультразвуковых генераторов соединены с входами второй схемы выделения раэностной частоты, 3Q. выходы двух схем выделения раэност767524!

20

S5 бО ной частоты подключены к первым входам соответствующих сравнивающих устройств, вторые входы которых соединены с выходом генератора опорной частоты, а выходы которых подключены к входам измерителя временных интервалов. а чертеже изображена блок- схема расходомера.

Расходомер жидкостей содержит три ультразвуковых генератора 1,три расположенных в диаметральной плоскости трубопровода ультразвуковых преобразователя 2, устройство 3 образования воздушных пузырьков в потоке жидкости, установленное"между первым и вторым ультразвуковыми преобразователями 2 на оси трубопровода, две схемы 4 выделения разностной частоты, генератор 5 опорной частоты, два сравнивающих устройства б и измеритель 7 временных интервалов,при чем каждый ультразвуковой преобразователь 2 подключен к соответствующему ультразвуковому генератору 1, выходы первого и второго ультразвуковых генераторов 1 соединены с входами первой схемы 4 выделения разностной частоты, выходы первого и третьего ультразвуковых генераторов 1 соединены с входами второй схемы 4 вы деления разностной частоты, выходы двух схем 4 выделения разностной частоты.,подключены к первым входам со. ответствующих сравнивающих устройств б, вторые входы которых соединены с . выходом генератора 5 опорной частоты а выходы которых подключены к входам измерителя 7 временных интервалов. .Расходомер работает следующим образом.

Генераторы "синхрокольцо" 1, собранные по частотно-временной схеме, вырабатывают радиоимпульсы, длительность и частота заполнения которых выбираютСя в зависимости от длины акустической базы каналов, размеров воздушных пузырьков и частоты повторения радиоимпульсов. Выбор схемы частотно-.временного кольца обуславливается ее относительно высоким быст родействием в сравнении с обычной схемой "синхрокольцо". Радиоимпульсы возбуждают передающие преобразователи 2, собственная частота которых равна частоте радиоимпульсов.ультразвуковые колебания принимаются противолежащими преобразователями. 2, усиливаются и передним фронтом повторно запускают генераторы 1; "частота повторения радиоимпульсов будет пропорциональна (при постоянных длинах акустических баз) скорости распространения ультразвуковой волны в измеряBMQAiжидкости.При помощи устройства 3, которое располагается между двуМя" акустическими каналами на оси трубопровода, в поток вводят воэдушные пузырьки. Размеры пузырьков вы- бираются из условия выполнения равен ства их резонансной частоты и собственной частоты пъеэопреобраэовате лей, а так же совпадения траектории пузырьков с линиями тока жицкасти (т.е. пузырьки переносятся н данном. случае со скоростью потока на оси трубопровода). При достижении воздушной

"метки" первого от точки ввода акустического канала ультразвуковая волна реагирует на наличие воздушных пузырьков (меняется величина фазовой скорости ультразвуковой волны), что

1 вызывает изменение частоты повторе5 ния радиоимпульсов данного канала.

Затем "метки" достигают следующего акустического канала, где так же происходит изменение частоты повторения радиоимпульсон. Импульсы данных двух схем подаются на две схемы 4 выделения раэностной частоты, на другие входы которых подаются импульсы с первого ультразвукового генератора

"синхрокольца" 1 (не реагирующего на "метки"). Частоты повторения импульсон на выходах схем 4 выделения разностной частоты будут равны между собой. в случае отсутствия "меток" и меняться при их наличии. Последовательность импульсов с выходов схем

4 выделения разностной частоты подается на сравнивающее устройство б, где сравнивается с частотой генератора 5 опорной частоты. В момент максимальной разности частот (момент попадания фронта "меток") на выходах сравнивающих устройств б появляются импульсы, которые подаются на измеритель 7 временных интервалов.

Величина временного интервала между данными импульсами ч (1) где h — расстоянйе между осями акустических каналон, Ч„, †. скорость потока на оси трубопровода.

Величина измеряемого расхода определяется согласно выражению

9((D75 OD175Eg g }) . (2) а-} где Ф вЂ, радиус трубопровода, 9 - кинематическая вязкость жид1 кости

Величина расхода о, зависит тольЪ ко,от геометрических размеров R и Ъ, которые могут быть измерены с высокой точностью, и не зависит от профиля скс}рбстей потока. При правильном выборе расстояния между устройст-. вом 3 образования воздушных пузырьков в потоке жидкости и ультразвуковыми преобразователями 2, а также расстояния между преобразователями ,2 и размеров пузырьков сохраняется

767524

Формула изобретения

Составитель В. Антипов

Редактор Т. Пилипенко Техред М. Ревес . Корректор N. Бабинец

Заказ 7179/35 Тираж 801 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.113035, Москва, Ж-З, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 постоянной траектория движения "меток" и их размеры. Укаэанные факторы определяют высокую точность изме рения скорости потока жидкостей.

Расходомер жидкостей, содержащий ультразвуковой генератор, два ультразвуКовых преобразователя, расположенных в диаметральной плоскости трубопровода, и измеритель временных интервалов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены третий ультразвуковой преобразователь, устройство образования воздушных. пузырьков в потоке жидкости, два ультразвуковых генератора, две схемы выделе-. ния разностной частоты, генератор опорной частоты и два сравнивающих устройства, причем третий ультразвуковой,преобразователь расположен в диаметральной плоскости трубопровода, устройство образования воздушных пузырьков в потоке жидкости установ- . лено между первым и вторым ультразвуковыми преобразователями на оси трубопровода, каждый ультразвуковой преобразователь подключен к соответствующему ультразвуковому генерато- ру, выходы первого и второго ультразвуковых генераторов соединены с входами первой схемы выделения раэностной частоты, выходы первого и третьего ультразвуковых генераторов соединены с входами второй схемы выделения раэностной

10 частоты, выходы двух схем вьщеления разностной частоты подключены к первым входам соответствующих сравнивающих устройств, вторые входы которых соединены с выходом генератора опорной частоты, а выходы которых подключены к входам измерителя временных интервалов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ильинский В.М. Бесконтактное измерение расхода, "Энергия", 1970, с. 20.

2. Цейтлин В.Г. Радиоизмерительная техника. Изд-во тандартов,1977, с. 203-205 (прототип) .