Ультразвуковой частотно-временной расходомер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ >769337

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06 12.78 (21) 2705045/18-10 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень ¹ 37 (45) Дата опубликования описания 14.10.80 (51) М Кч з С 01 F 1j66

Государственный комитет па делам изобретений и открытий (53) УДК 681.121:534.8 (088.8) (72) Авторы изо бр етен ия

А. Ш. Киясбейли, И. Г. Фарадж-Заде, А. М. Измайлов, В. М. Гуревич, P. А. Талышханов и В. А. Решетников

{ 71) Заявитель Специальное конструкторское бюро «Нефтехимприбор» (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННОЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к измерению расхода и количества жидких или газообразных сред

Известны ультразвуковые частотно-временные,расходоиеры, основанные на измерении разности частот двух управляемых генераторов, периоды колебаний которых устанавливаются кратными временам прохождения ультразвуковых импульсов через измеряемую среду в направлении потока и против него (1).

Наиболее близким по технической сущности к пре1длагаемому является ультразвуковой частотно-временной расходомер, содержащий измерительный участок трубопровода с двумя при емопередающими преобразователями, коммутатор, дискриминатор, формирователь зондирующих сигналов, первую и вторую следящие системы, первый и второй управляемые генераторы, блок выделения разностного сигнала от индикатор, причем коммутатор соединен с преобразователями, дискриминатором, выходом формирователя зондирующих сигналов и первыми входами следящих систем, вторые входы которых соединены с выходом дискриминатора, вхсды управляемых генераторов соединены с соответствующими выходами следящих систем и с выходами формирователя зондирующих сигналов, а

Нх выходы — с блоком выделения разностного сигнала f2).

Недостатком указанных расходомеров является большое значение случайной составляющей,погрешности измерения, обусловленной прохождением .н а вход индикатора сигналов разностной частоты, вызванной рассинхронизацией двух генераторов, при нарушении акустической прозрачности контролируемой среды (газовые пузыри в контролируемой жидкости и т. п.), или не.исправностью од ной .из следящих систем.

Целью изобретения является повышение

15 точности измерения расхода.

Поставленная цель достигается за счет того, что расходомер снабжен первым и вторым триггерами, соединенными с соответствующими управляемыми генераторами и следящими системами, первым и вторым частотными дискриминаторами и трехвходовой схемой совпадения, входы которой соединены соответственно с выходом блоха выделения разностного сигнала и через соответствующие частотные дискриминаторы — с триггера ми, а выход соединен с входом, индикатора.

На чертеже приведена блок-схема ультразвукового частотно-временного расходомера.

769337

40

Предлагаемый расходомер содержит измерительный участок трубопровода 1 с вмонтированными приемно-передающими пьезопреобразователями 2 .и 8,;коммутатор приемных и передающих сигналов 4, дискриминатор времен и 5, формирователь зондирующих сигналов 6, следящие системы

«по потоку» 7 и «против потока» 8, первый и второй управляемые генераторы 9 и 10, блок выделения разн остного частотно-импульсного сигнала 11, первый и второй

RS-триггеры,12 и 18, первый и второй частотные дискр|иминаторы 14 и 15, трехвходовую схему совпадения 16m индикаторный прибор 17.

Расходомер работает следующим образом.

В зависимости от такта на форм ирователь зондирующих сигналов б поступают попеременно последовательности импульсов от управляемых генераторов 9 и 10, один из которых его запускает.

Пр и работе «по потоку» один из импульсов последовательности управляемого генератора 9 поступает на .вход формирователя 6. Коммутатор 4 направляет короткий зондирующий импульс формирователя б на пьезопреобразователь 2, работающий в данном такте в качестве излучателя и преобразующий последний в импульс ультразвуковых колебаний, распространяемый в измеряемой среде по направлению потока.

Пройдя измеряемую среду, акустический импульс попадает на пьезопреобразователь

8, работающий в данном такте в качестве приемника ультразвуковых колебаний, преобразующий последний в электрический сигнал, направляемый коммутатором 4 на дискриминатор времени 5.

Интервал времени между подачей импульса на формирователь 6 и моментом регистрации приемного сигнала сравнивается следящей системой 7 с пер иодом колебаний управляемого генератора 9. Длительность этого интервала должна . строго соответствовать определенному числу полупериодов частоты управляемого генератора 9. Это достигается путем выработки сле-. дящей системой 7 импульсных воздействий, изменяющих частоту генератора 9 в сторо;ну увеличения (канал AI) или:уменьшения (канал Bl) до момента у становившегося значения когда импульсные воздействия на выходе следя щей системы чередуются и поступая на раздельные входы RS-триггера 12, вызывают на его выходе импульсные сигналы. Последние преобразуются дискриминатором,14 в разрешающий логиче-, ский уровень напряжения, поступающий на один из входов трехвжо довой схемы совпадений 16.

При работе системы 7 в переходных режимах или при расоинхронизации ее импульсные воздействия следуют только по

oJIH0Mv из каналов и не вызывают работы

RS-триггера 12. В этом случае на выходе частотного дискриминатора 14 воникает запрещающий логический уровень,налряжения, который поступает на вход схемы 16.

Для обеспечения устойчивой работы постоянную времени дискриминатора 14 выбирают значительно большей постоянной времени расходомера.

В такте «против потока» работа paczoдомера происходит аналогично описанному с той разницей, что пьезопреобразователь 8 работает в качестве излучателя, а пьезопреобразователь 2 — в качестве приемника.

При этом входным с игналом формировате ля 6 служит импульс последовательности управляемого генератора 10, изменение частоты которого происходит управляющими воздействиями следящей системы 8, чередование импульсов которой приводит к работе RS-триггера 18, вызывающей появление на выходе частотного дискриминатора

15 р азрешающего лопи ческого уровня напряжения, поступаю щего на второй вход схемы совпадений 16. Третьи м входом схемы 16 служит выход блока выделеиия,раз,ностного частотно-;импульсного сигнала 1!.

Таким образом, разностный частотно-импульсный сигнал, несущий информацию о расходе или .количестве измеряемой среды, поступает на вход индикаторного прибора

17 только при наличии разрешающих логических уровней, поступающих на схему совпадений 16 с частотных дискриминаторов

14 и 15. Это обеспечивает повышение помехозащищенности прибора и увеличение точности. измерений.

Формула изобретения

Ультразвуковой частотно-временной расходомер, содержащий ызмерительный участок трубопровода с двумя приемопередающими преобразователями, коммутатор, дискриминатор, формирователь зондирующих сигналов, первую и вторую следящие системы, первый и второй управляемые генераторы, блок выделения разностногд сигнала к индикатор, причем коммутатор соединен с преобразователями, дискриминато ром,;выходом формирователя зондирующих сигналов и первыми входами следя,щих систем, вторые входы которых соединены с выходом дискриминатора, входы управляемых генераторов соединены с соответствующими выходами следящих систем и с выходами формирователя зондирующих импульсов, а их выходы — c блоком выделения разностнопо сигнала, а тл и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен первым и вторым триггерами, соединенными с соответствующими управляемыми генераторами и следящими системами, первым и вторым

769337

Составитель Е. Литвинов

Техред И. Пенчко

Редактор О. Филиппова

Корректор С. Файн

Заказ 1232/1257 Изд. № 473 Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент> частотными дискриминаторами и трехвхо довой схемой совпадения, входы которой ,соединены соответственно с выходом блока выделения разностного сигнала и через соответствующие частотные дискриминаторы — с триггерами, а выход соединен с входом индикатора.

Источники информации, принятые во внимавие при экспертизе:

1. Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества, М., «Машинострое5 ние», 1975, с. 536.

2. Акцептованная заявка ФРГ № 2517117, кл. G 01 F 1/66, 1975 (прототип).