Устройство для измерения скорости потока

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

О П И С А Н И Е 97022

ИЗОБРЕТЕНИЯ (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 19,03.79 (21) 2737599/18-10 с присоединением заявки № 2737600/10 (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.82. Бюллетень №40

Дата опубликования описания 30.10.82 (51)M. Кл.

601 P 5/00

9кударстаенин1 кемитет

СССР ао делам иаабретенвй к отеритнв (53) УДК621. .317. 39 (088.8) (72) Авторы изобретения

P. М. Гайдучок и В. Д. Погребенник ь ..c

Физико-механический институт AH Украинскор ССР, и Львовский ордена Ленина политехнический юхститутим. Ленинского комсомола (7I) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА

Изобретение относится к измеритель ной технике, а именно к измерителям.. компонентов вихря.

Известно устройство для измерения .. скорости потока, содержащее электроакустические преобразователи, генератор, уси5 лители, измерители временных интервалов и регистрирующий прибор 1 3 .

Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет определять только модуль вектора скорости без учета. . вихревой компоненты, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель скорости потока, содержащий гене,15 ратор, первый и второй моду пяторы, первый и второй электроакустические преобразователи, блок коммутации, фазоизмерительные устройства, регулируемый фазоврашатель, разнс стный элемент, сумматор и го блок управления (2 j .

Недостатком известного устройства является невозможность измерения вих ревого компонента скорости потока.

Бель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет измерения вихревого компонента скорости потока.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения скорости потока, содержащее два обратимых электроакустических преобразователя, подключенных к усилителям, генератор, блок управления, параллельно соединенные первый сумматор и блок разности, снабжено и отражателями, двумя нормализа- торами, двумя интеграторами, вторым сумматором, двумя выпрямителями и преобразователем напряжение — код, причем выход генератора подключен к обратимым электроакустическим преобразователям, выходы усилителей через нормализаторы подключены к входам первого сумматора и блока разности, их выходы через выпрямители и интеграторы подключены к входам второго сумматора, выход которого подключен к входу преобразователя напряжение - код, при этом выходы

3 -9702 блока управления подключены к вторым входам интеграторов и преобразователя напряжение - код.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.

Устройство состоит из и отражателей

1, обратимых электроакустических преобразователей 2 и 3, генератора 4, усилителей 5 и 6, нормализаторов 7 и 8 уров- 1о ня, первого сумматора 9, блока 10 разности, выпрямителей 11 и 12, интеграторов 13 и 14, второго сумматора 15, блока 16 управления, преобразователя напряжение — код 17. !

Устройство работает следующим образом.

Генератор 4 формирует импульсы заданной длительности и частоты, которые подаются на электроакустические преобразователи 2 и 3.

Электроакустические преобразователи

2 и 3, расположенные в одной вершине многоугольника, излучают два акустических импульса в противоположных направлениях вдоль его сторон, образованных и отражателями, проходят последовательно все его стороны и возвращаются в ту же вершину, отразившись от отражателей 1, расположенных в остальных вершинах, принимаются электроакустическими преобразователями 2 и 3, усиливаются усилителями 5 и 6.

Принятые входные сигналы U q (t! =

= U„s)nut и 02 (4) = 025)n(v4+9) в сме» 35 си с Мддитивными помехами ((1) и . L2 (t) изображены на фиг. 2 а.

Выходные сигналЫ усилителей 5 и 6 подаются на нормализаторы 7 и 8 уровня.4о

После выполнения операции нормализации входные сигналы имеют одинаковую амплитуду U g (фиг.,2 5 ) . Нормализоврн ные сигналы U„H ) и 02(} поступают на входы суммирующего 9 и вычитаюше- 45 го 10 устройств. Сумма U (фиг. 2 ) и разность Up (фиг. 2 t. ) нормализован-. ных сигналов определяются. соответственно выражениями

« 1 50

U = Ы Б1п Ш1 — (с05 ««((«.)+ y (1);

C 0 «2j 2 1 2

U =zU co« (wti — )sin — t (ti- ««(«).

Р 0 2) 2 1

C pHhN U и разностный Uр сигна» 55 лы подаются соответственно на выпрями- 55 тели 11 и 32.

Выпрямленные сигналы (фиг. 2е, %) интегрируются интеграторами 13 и

22 4

14 в течение некоторого интервала Т„ (фиг. 2д ), кратного периоду несущей частоты (фиг. 2 5, и ). В результате интегрирования получают напряжения

Н,,,и U » которые описываются следуюшими выражениями:

4nU k и = . " cot™ — «„)(t (tl"1«Ô) t о

Т, u„,=- „si —, «, i)(<„iti-т ai)at, Фп ООКП, 2Ч о

Тп

I(t„ « i+ ««itl)atф„<ц ьго Ч=

И.О о (2())

С ростом времени: интегрирования погрешность, обусловленная помехой, существенно уменьшается. ,Йля получения максимальной точности интервал интегрирования необходимо выбирать равным максимально возможной длительности излученного сигнала для данного контура, т.е.

С

Ти=пТ= и о о(- где ь — длительность излученного

И тах сигнала.

Таким образом, устройство позволяет с большой точностью измерять вихревой компонент скорости потока.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости потока, содержащее два обратимых элекгде М - коэффициент преобразования интеграторов; р — количество периодов несущей частоты.

Выходные сигналы интеграторов 13 и 14 поступают на второй сумматор 15, выходное напряжение U (фиг. 2 к ) которого преобразуется с помощью преобразователя 17 в цифровой код («) (фиг. 2л, м,н), При отсутствии помех среднее значение нормального компонента вихря скоро-, сти жидкости связано с напряжением U„ следующей зависимостью:

cos < го«V= =«вЂ”

4 "и "о

Влияние помех сводится к появлению абсолютной погрешности агоЕ U, ко торая будет равна

5 970222 6 троакустических преобразователя, под- первого сумматора и блока разности, их ключенных к усилителям, генератор, выходы через выпрямители и интегратор а блок управления и параллельно соединен- подключены к входам второго сумматора, ные первый сумматор и блок разности, выход которого подключен к входу преоб о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с g разователя напршкение - код, при этом целью расширения функциональных воз- выходы блока управления подклкяены к можностей устройства за счет измерения вторым входам интеграторов и преобвихревого компонента скорости потока, разоыаля напряжение - код. оно,снабжено n отражателями, двумя И ð, нормализаторами, двумя интеграторами, 30 принятые во внимание при экспертизе вторым сумматором, двумя выпрямите- 1. Бражников Н. И. Ультразвуковая лями и преобразователем напряжение - фазометрия. М., Энергия, 1968, код, причем выход генератора подключен с. 181. к обратимым электроакустическим пре- 2. Авторское свидетельство СССР образователям, выходы усилителей через И ¹ 708228, кл. G 01 P 5/00, 1977 нормализаторы подключены к входам {прототип) .

970222 е ж и„, Составитель Н. Бурбело

Редактор М. Янович Техред И,Гайд Корректор Г. Огар

Заказ 8377/52 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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