Корреляционный расходомер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскнк

Соцналнстнчесннк

Реслублнк (u>815506 (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 20.04.79 (21) 2770127/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

ОпубликованО 2303.81. БюллетЕиь F11

Дата опубликования описания 2303.81

<51)М. К .

G 01 F 1/70 (53) УДК 681,121.8 (088. 8) ГосударстаеммыЯ коимтет

СССР мо амаи мзобретемиЯ м открыта Я (72) Авторы изобретения

A.Ø.Êèÿcáåéëè, A.M.Èçìàéëoâ и Г.С.Тер-Исраелов, Л, Нефтбхийпрнбор

Специальное конструкторское бюро (7! ) Заявитель — l (5 4) КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к измерителям скорости потоков жидких, газообразных и других сред и может быть использовано для определения объемного или массового расхода.

Известен корреляционный расходомер, имеющий два преобразователя скорости потока измеряемой среды, pac— положенных на некотором расстоянии друг от друга вдоль направления потока, определяющий скорость потока по задержке сигнала vq(t) с первого (по ходу потока) преобразователя, при котором взаимная корреляционная функция между задержанным с первого 15 преобразователя и незадержанным сигнфом Vq(t) со второго преобразователя максимальна.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является из- 20 .меритель скорости пройденного пути каким-либо материальным объектом, в частности жидкостью, газом и т.д. что позволяет рассматривать его в качестве расходомера.

В известном устройстве реализуется следующий алгоритм

Xig(tiiTi)t2)= L>gg V (<- (1 ) 30 где с1 та — времена задержки знакового сигнала ;-t>1 67, дТ«С1, аТ С >

S*gVq(t)

S*„V (t)- знаковые сигналы с аналогоцифровых преобразователей.

На выходе усреднителя получают постоянное напряжение т кql=bw -) x11(t„<»<11 d ) (2 )

t o о где Т вЂ” длительность измерительного цикла.

Выходные сигналы генератора импульсов сдвига подаются на сдвиговый регистр до тех пор, пока R,z станет рав.ным нулю, что соответствует максимуму корреляционной функции, а задержка сигнала — измеряемой величине — скорости материального объекта.

Однако устройство успешно выполняет свои функции только в случае отсутствия у корреляционной функции побочных максимумов. Если корреляционная функция имеет побочные максимумы, то им соответствуют побочные нулевые точки вторичной знаковой корреляционной функции, что обуславливает неоднозначность показаний корреляционного расходомера.

815506

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей расходомера путем исключения неоднозначности определения максимума корреляционной функции, имеющий побочные максимумы.

Поставленная цель достигается тем, что в известную схему дополнительно введены 1 сХем вычитания,а также схем перемножения, практически

4 - 7.

Сйвиговый регистр имеет (и + 1) разрядов и 2 выходов, соединенных со схемами вычитания. В момент измерения с к каждой схеме вычитания подсоединена определенная пара выходов соответственно с (n + i) и (n - i) разрядами, где i = 1, 2, 3..., а вы- 15 ходы схем вычитания через схемы умножения, вторые входы которых соединены через .аналого-цифровой преобразователь со вторым преобразователем характеристик потока, соединены с 20 входами сумматора.

В этом случае критерием достоверности Результата измерения и однозначности отсчета является проверка симметричности вэаимокорреляционной 5 функции при наличии нулевой точки вторичной знаковой функции одной и той же реализации.

На чертеже приведен пример функциональной схемы предлагаемого корре- 30 ляционного расходомера при i=3 (для упрощения схемы). Корреляционный расходомер содержит участок трубопровода с преобразователями 1 и 2, преобразующими характеристики каких-либо свойств потока (плотность, температура, прозрачность и т.д.) в пропорциональные электрические сигналы

Ч„(t) и V2(t) аналого-цифровые преобразователи 3 и 4, сдвиговый регистр

5, схемы 6-8 вычитания, схемы 9-11 40 перемножения, сумматор х2, фильтр

13, генератор с4 импульсов сдвига, блок 15 поиска максимума корреляционной функции.

Расходомер работает следующим об-. разом.

При движении потока измеряемой средЫ по трубопроводу на выходах преобразователей 1 и 2 образуются сигналы V (t) и V2(t), котоРые после фор-50 мирования в схемах 3 и 4 поступают в виде spy ч„(t) и sggч2(t) соответственно на входы регистра 5 и на вто рыФ входы схем 9-11 перемножения.

На выходе блока 15 поиска максимума,представляющего собой генератор, частота которого периодически изменяется от нуля до максимального значения (f ц„), соответствующего максимальному расходу среды, следуют импульсы Щ сдвигающие информацию в регистре 5 (линии задержки) с переменной скоростьюе

При этом на выходах схем 6-S образуются сигналы по выражению

ii 1{t 1) C y r l 2 1= + H t q {t -1i )- 5*p V q (t- f y 1 > (3 )

roti= (i - и) д с, Cz- (i + п)дс

1 . дс ( частота сигнала на выходе блока 15 ..

На выходах схем 9-11 сигнал описывается выражением (1) при указанных значениях Т и 42â выражении (3), а на выходе фильтра выражением (2).

При определенной частоте fo на (выходе блока 15, корреляционная функция достигает максимума. этому момен-. ту соответствует R > = О. Начиная с этого момента сигналы с выхода генератора импульсов сдвига (он же преобразователь напряжение-частота) управляют сдвиговым регистром 5. блок

15 поиска максимума при этом отключается.

В случае если R ф О, то частота на выходе преобразователя 14 изменяется так, что R 2--"О.

Таким образом, система обратной с связи следит эа максимом корреляционной функции по условию Й,2 = О. Выражение Я12 = О будет только в случае выхода на истинный максимум корреляционной функции. Lаким образом, исключается неоднозначность результата измерения и повышается достоверность измерения.

Формула изобретения

Корреляционный расходомер, содержащий два преобразователя характеристик потока, соединенных соответственИо с двумя аналого-цифровыми преобразователями, первый иэ которых соединен через сдвигающий регистр, связанный.с блоком поиска максимума и генератором импульсов сдвига и схему вычитания, со схемой перемножения, а второй чбрез схему перемножения, сумматор и фильтр с генератором импульсов сдвига, отличающийся тем, что, .с целью расширения функциональных воэможностей раеходомера, в него дополнительно введены i схем вычитания, а также i схем перемножения, при этом сдвиговый регистр имеет (n + I) разрядов и 2 i выходов, соединенных со схемами вычитания; причем, к каждой схеме вычитания подсоединена соответствующая пара выходов

COOTBeTCTSBHHO с (n + I) H (n - I) разрядами, где i = 1,2,3..., а выходы схем вычитания через схемы умножения, вторые входы которых соединены через аналого-цифровой преобразователь со вторым преобразователем характеристик потока, соединены с вводами сумматора.

815506

Составитель В. Клещевников

Редактор A.Øèøêèíà Техред М.федорнак Корректор М.демчнк

Заказ 1017/67 Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,%-35,Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4