УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ РАСХОДОМЕРОВ Российский патент 1994 года по МПК G01F25/00 

Изобретение относится к средствам поверки ультразвуковых расходомеров и может быть использовано для поверки или градуировки частотно-импульсных расходомеров.

Известно устройство для поверки ультразвуковых расходомеров, содержащее блок имитации расхода, выполненный с возможностью подключения между электроакустическим преобразователем сигнала и электронно-измерительным блоком расходомера (Патент США N 4729247, кл. G 01 F 25/10, 1988). По технической сути и достигаемому положительному эффекту это решение близко к предлагаемому и принято за прототип. Прототип обладает недостатками:
- не используется электроакустический канал преобразования расхода для поверки полного комплекта расходомера (датчика и измерительного блока);
- нет возможности применить для настройки частотно-импульсных расходомеров из-за различного принципа формирования сигнала.

Целью предлагаемого изобретения является расширение области применения и функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что блок имитации расхода выполнен в виде параллельно включенных переключателя и линии задержки, при этом управляющий вход переключателя соединен с электронно-измерительным блоком. В предлагаемом устройстве используется рабочий комплект расходомера, работающего по акустическому каналу преобразователя расхода. Причем схема модификации сигнала пропускает сигналы как от своего входа к выходу, так и наоборот. При этом приемный сигнал задерживается по времени на величину адекватную величине задержки сигнала в акустическом канале преобразователя расхода, вызванной движением потока среды.

На фиг. 1 представлена блочная принципиальная схема устройства.

Устройство состоит из датчика расхода 1, электронно-измерительного блока 2, соединенных между собой линиями связи и устройства имитации расхода электрическим сигналом 3.

На фиг. 2,3,4,5 представлены варианты выполнения устройства имитации расхода электрическим сигналом, которое состоит из переключателя 4, линии задержки 5 и схемы управления 6, которая входит в вариант, показанный на фиг. 4.

В схеме устройства имитации на фиг. 3 в качестве переключающего элемента используется полупроводниковый переключающий диод. Другой вариант его изображен на рис. 4, где используется набор линий задержек, переключаемых переключателем П-1, для получения нескольких значений задержки сигнала. При этом переключающий элемент дополнен схемой управления 6.

На фиг. 5 показана практическая конструкция устройства имитации легко сопрягаемая с коаксиальной линией связи электронно-измерительного блока 1 (вторичного прибора) с датчиком 2, так как в ней в качестве линии задержки используется шлейф из того же, что и линия связи, коаксиального кабеля.

Устройство работает следующим образом.

В частотно-импульсных ультразвуковых расходомерах ультразвуковые импульсы распространяются в потоке измеряемой среды в противоположных направлениях, образуя одновременно работающие синхрокольца по потоку, измеряемой среды и против него. При отсутствии движения измеряемой среды частоты синхроколец определяются скоростью ультразвука в среде и являются адекватными между собой. При движении среды в плоскости установки электроакустических преобразователей частота синхрокольца, работающего по потоку увеличивается, а против потока уменьшается, так как скорость среды складывается с противоположными знаками со скоростью ультразвука в ней. Таким образом, разность частот синхроколец является функцией от скорости потока измеряемой среды, что при неизменном сечении потока есть функция от расхода.

Если при неподвижной измеряемой среде в цепи сигнала, распространяющегося в направлении предполагаемого потока, уменьшить время прохождения сигнала, а в противоположном направлении увеличить, то это вызовет появление разности частот синхроколец, которая адекватна разности частот вызванной наличием движущего потока. На этом принципе и основана работа предлагаемого устройства для поверки частотно-импульсных расходомеров. Электрический импульс, возбуждающий приемо-излучающий преобразователь кольца по потоку, распространяясь от входа вторичного прибора 2, проходит через устройство имитации 3, где через замкнутый переключатель 4 поступает на приемо-излучающий преобразователь датчика расхода 1 и далее через акустический канал - к другому приемо-излучающему преобразователю и через линию связи к входу 1 вторичного прибора 2. Электрический же импульс возбуждающий приемо-излучающий преобразователь против потока проходит от входа 1 вторичного прибора 2 на приемо-излучающий преобразователь датчика расхода 1, возбуждает акустический импульс, распространяющийся против потока к другому приемо-излучающему преобразователю, где преобразуется в электрический импульс и поступает на устройство имитации 3, в котором проходит линию задержки 5, так как переключатель 4 замыкается только на время прохождения импульса возбуждения.

Таким образом в цепи распространения сигнала в направлении против потока проявляется задержка сигнала, имитирующая задержку от движения измеряемой среды. Величина задержки регулируется изменением параметров линии задержки.

Так как возбуждающий и принимаемый сигналы имеют различные характеристики, возможно управление переключателем от возбуждающего сигнала, поступающего на него. В простейшем случае в качестве переключателя используется полупроводниковый диод, полярность включения которого соответствует полярности возбуждающего импульса, т. е. возбуждающий импульс, имеющий амплитуду единиц вольт, проходит через диод 4, а принимаемый сигнал, амплитуда которого не превышает сотен милливольт (т. е. порога отпирания диода), проходит через линию задержки 5. Может быть включено несколько диодов последовательно для получения нужных характеристик переключателя 4. В этом варианте используются переключающие свойства диода и разность амплитуд возбуждающего и принимаемого сигналов.

Переключатель может быть выполнен и по любой другой общеизвестной схеме, например, на униполярных транзисторах и дополнен схемой управления 6, назначение которой - выработка воздействия на переключающий элемент в зависимости от тех или иных характеристик сигнала возбуждения.

Линия задержки может иметь одно или несколько значений задержки сигнала. Может использоваться несколько линий задержек с соответствующими переключателями или построение их по принципу магазина задержек. (56) Патент США N 4729247, кл. G 01 F 25/00, 1988.

Использование: для поверки или градуировки частотно-импульсных расходомеров. Сущность изобретения: устройство для поверки частотно-импульсных расходомеров содержит датчик расхода, электронно-измерительный блок и устройство имитации расхода электрическим сигналом. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ РАСХОДОМЕРОВ, содержащее блок имитации расхода, выполненный с возможностью подключения между электроакустическим преобразователем сигнала и электронно-измерительным блоком расходомера, отличающееся тем, что блок имитации расхода выполнен в виде параллельно включенных переключателя и линии задержки, причем управляющий вход переключателя соединен с электронно-измерительным блоком.