Ультразвуковой расходомер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 717543 (22) Заявлено 2707.81 (21) 3325484/18-10 ($3) М. Кд.з

G 0l F l/6á с присоединением заявки Ж— (23) Приоритет

Государствеииый комитет

ССС Р ио делам изобретеиий и открытий (53) УДК 681, 121, . 8 (088. 8) Опубликовано 070183. Бюллетень М21

Дата опубликования описания 0701ВЗ

A..Ï. Наумчук, Е.М. Бочканов, М.Ф. Ко1(ча тн

Л.П. Журавлев и В.Д. Тумашов . / (72) Авторы изобретения

Куйбышевское специальное конструкт

Научно-производственного объедин

"Нефтехимавтоматика" (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения расхода ультразвуком в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности. .По основному авт.св. 9 717543 известен ультразвуковой расходомер, содержащий одноканальный преобразователь расхода, включающий два .обратимых электроакустических преобразователя,и измерительную схему, состоящую из двух генераторов зондирующих импульсов, схемы управления, двух электронных ключей, двух схем И, двух схем ИЛИ, схемы выделения раэностной частоты, усилителя формирователя, схемы допуска синхроколец и частотомера (1).

К недостаткам известного расходомера следует отнести то, что с изменением условий прохождения акустического сигнала в преобразователе расхода в силу разных причин (старение пьезокерамики, изменения физико-акустических .параметров рабочей среды, частичное обрастание зеркала излучающих поверхностей пьезоэлектрических преобразователей) изменяется величина акустического сигнала и как следствие начинает плавать момент срабатывания формирователя импульсов в усилителе-формирователе относительно момента посылки преды- . дущего зондирующего импульса, что приводит не только к существенному уменьшению точности расходомера по сравнению с первоначальной, но даже н к потере работоспособности прибора.

Целью изобретения является повы- . шение надежности и точности расходомера.

Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой расходомер дополнительно снабжен последовательно соединенными амплитудным детектором и регулятором напряжения, причем первый вход амплитудного детектора подключен к выходу усилителя, а второй вход подключен к первому выходу регулятора напряжения, второй выход которого подключен к вторым входам обоих генераторов зондирующих импуль сов .

На чертеже представлена блок-схе-. ма ультразвукового расходомера, который содержит одноканальный акустический преобразователь 1 расхода, пьезоэлементы 1.1 и 1.2 которого

987 394 жения и превышает опорное напряжение регулятора напряжения на величину, пропорциональную амплитуде радиоимпульса.

При включении расходомера начинает работать генератор запуска и логическая схема, входящие в схему

11 автоматического запуска и обеспечивающие получение на выходе ее двух коротких, сдвинутых во времени импульсов запуска, один иэ которых через схему ИЛИ б, схему 7 управления и далее через соответствующую схему И 8.1, а другой через схему

35

И 8.2 запускает генератор 2.1 эонди- 40 рующих импульсов, другой импульс запускает генератор 2.2 зондирующих импульсов. Импульс с генератора 2.1 подается на пьезоэлемент 1.1, с генератора 2,2 на пьезоэлемент 1.2.

Акустический сигнал после прохождения рабочей среды в одноканальном акустическом преобразователе 1 преобразуется противолежащим пьезоэлементом 1.2 (соответственно 1.1) в радиоимпульс, который через ключ

3.1(3.2), схему ИЛИ 4 подается на вход усилителя 5.1 формирователя

50

5.2. Передний фронт усиленного радиоимпульса запускает формирователь

5.2, импульс с которого вновь через схему ИЛИ б, схему управления 7 схему И 8.1 и 8.2 вновь подается на запуск генератора 2.1 (2.2) зондирующих импульсов, обеспечивая автоциркуляцию импульсов в синхрокольцах, работающих по и против потока жидкости в преобразователе 1. бО

Кроме того, импульсы с выходов схем И 8. 1 и 8.2 подаются на схему соединены с выходами двух соответствующих генераторов 2,1 и 2.2 зондирующих импульсов и входами ключей

3.1 и 3.2, выходы которых через схему ИЛИ 4, усилитель-формирователь 5, состоящий из усилителя 5.1 и форми- 5 рователя 5.2, вторую схему ИЛИ б подключены к входу схемы 7 управления, сигнальный выход которой сое-динен с входами двух схем И 8,1 и

8.2, а два управляющих выхода — с 10 вторыми входами схем И 8.1 и 8.2 и управляющими входами ключей 3.1 и

3.? выходы схем И 8.1 и 8.2 подключены к входам генераторов зондирующих импульсов 2 ° 1 и 2.2, к входам схемы 9 выделения разностной частоты, подключенной к частотомеру 10, к входам схемы 11 автоматического запуска синхроколец расходомера, выход усилителя 5.1 помимо формировате-20 ля 5.2 подключен также к входу ампли" тудного детектора 12 радиоимпульсов, выходной сигнал которого определяет величину регулируемого напряжения питания генератора зондирующих импульсов с выхода регулятора 13 напря11 автоматического запуска, обеспечивая запрещение подачи новых импульсов запуска со схемы,11 при наличии устойчивой автоциркуляции. В случае срыва автоциркуляции в силу каких-либо случайных причин постоянно работающий генератор запуска в схеме 11 автоматического запуска вновь обеспечивает подачу первых импульсов запуска до момента возникновения устойчивой автоциркуляции в обоих синхрокольцах, после чего подача импульсов запуска со схемы 11 вновь прекращается.

Выходной сигнал амплитудного детектора 12 в виде уровня постоянного напряжения U,„, пропорционального амплитуде усиленного радиоимпульса с приемного пьезоэлемента, не должен существенно снижаться в промежутках между соседними радиоимпульсами, что обеспечивается подбором конденсатора в схеме амплитудного детектора относительно уровня опорного напряжения со схемы 13 регулятора напряжения. В частном случае регулятор напряжения может представлять собой транзисторный компенсационный стабилизатор напряжения с последовательно включенным регулирующим транзистором, однокаскадным усилителем постоянного тока и источником опорного напряжения на стабилитроне в цепи усилителя постоянного тока.

В момент включения в работу ультразвукового расходомера U,„ амплитудного детектора 12 не превышает значения опорного напряжения с регулятора 13 напряжения, и напряжение питания генератора зондирующих импульсов в этом случае будет максимальным. Приемный усиленный радиоимпульс будет также максимален,что приведет к появлению на выходе амплитудного детектора 12 такого Uzz,„, которое приведет к уменьшению напряжения питания генератора зондирующих импульсов и последующему уменьшению

Бвы®, т.е. перерегулировке величины напряжения питания генератора зондирующих импульсов.

Недостаточное значение П ц, амплитудного детектора 12 вновь вйзовет увеличение напряжения зондирующих импульсов с выхода генератора зондирующих импульсов до момента установления оптимального для срабатывания формирователя 5.2 значения напряжения радиоимпульса. В течение нескольких периодов синхроколец произойдет асимптотическое приближение значения напряжения питания генератора зондирующих импульсов к установившемуся значению, определяющему оптимальное значение U,„амплитудного детектора 12.

987394

1О

Формула изобретения

Составитель Н. Бурбело

Редактор Г. Волкова Техред О.Неце Корректор В. Бутяга

Заказ 10279/26 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изменение состава рабочей среды, загрязнение зеркала излучателей пьезоэлектрических преобразователей, смещение пьезопреобраэователей относительно оптической осн между ними, замена пьезоэлементов другими немедленно вызывает соответствующее изменение напряжения зондирующих импульсов без изменения показаний расходомера. ультразвуковой расходомер по авт.св. Р 717543,о т л и ч а ю щ и й-1g,с я тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, он снабжен последовательно соединеннымя амплитудным детектором и регулятором напряжения, причем первый вход амплитудного детектора подключен к выходу усилителя, а второй вход подключен к первому выходу регулятора напряжения, второй выход которого подключен к вторым входам обоих генераторов зондирующих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 717543, кл. G Ol F 1/66, 1978 (прототип).