СПОСОБ ПРОХОЖДЕНИЯ СИГНАЛОВ ЧЕРЕЗ КОНТРОЛИРУЕМУЮ СРЕДУ Российский патент 2016 года по МПК G01F1/66 

Предлагаемое техническое решение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения прохождения сигналов через контролируемую среду в трубопроводе с более высокой степенью идентичности, что позволит увеличить точность измерения параметров контролируемой среды в трубопроводе.

Аналогичные технические решения известны, см., например, описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1026015, которое содержит нижеследующую совокупность существенных признаков:

- формируют исходный сигнал ультразвуковой частоты;

- обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала ультразвуковой частоты в прямом направлении через контролируемую среду в трубопроводе, как минимум, по одной электрической цепи;

- принимают сигнал ультразвуковой частоты, прошедший в прямом направлении через контролируемую среду в трубопроводе, как минимум, по одной электрической цепи;

- обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала ультразвуковой частоты в обратном направлении через контролируемую среду в трубопроводе, как минимум, по другой электрической цепи;

- принимают сигнал ультразвуковой частоты, прошедший в обратном направлении через контролируемую среду в трубопроводе, как минимум, по другой электрической цепи;

- обеспечивают, таким образом, прохождение сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе.

Общими признаками предлагаемого технического решения и вышеохарактеризованного являются:

- формируют исходный сигнал;

- обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной электрической цепи;

- принимают сигнал, прошедший в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной электрической цепи;

- обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала в обратном направлении через контролируемую среду;

- принимают сигнал, прошедший в обратном направлении через контролируемую среду;

- обеспечивают прохождение сигналов через контролируемую среду.

Известно также аналогичное техническое решение, см., например, представленную информацию авторов Деревенчук В.П., Савин Е.Г. и др. о многофазном расходомере для нефтедобычи (Материалы конференции. Современные технологии гидродинамических исследований скважин на всех стадиях разработки месторождений. Томск, 13-15 мая 2008), в котором реализован, например, способ прохождения радиочастотных сигналов через контролируемую среду, техническая сущность которого заключается в следующем:

- формируют исходный радиочастотный сигнал;

- обеспечивают передачу сформированного исходного радиочастотного сигнала в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной электрической цепи;

- принимают сигнал, прошедший в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной электрической цепи;

- обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала в обратном направлении через контролируемую среду, как минимум, по другой электрической цепи;

- принимают сигнал, прошедший в обратном направлении через контролируемую среду, как минимум, по другой электрической цепи;

- обеспечивают прохождение сформированного радиочастотного исходного сигнала через контролируемую среду.

Общими признаками предлагаемого технического решения и вышеприведенного аналогичного технического решения являются:

- формируют исходный сигнал;

- обеспечивают передачу исходного сформированного сигнала в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной электрической цепи;

- принимают сигнал, прошедший в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной электрической цепи;

- обеспечивают передачу исходного сформированного сигнала в обратном направлении через контролируемую среду;

- принимают сигнал, прошедший в обратном направлении через контролируемую среду;

- обеспечивают прохождение сигналов через контролируемую среду.

Известно также аналогичное техническое решение (см., представленную информацию на сайте http://www.ktkprom.ru систему «FLOWSIC-100»), которое выбрано в качестве ближайшего аналога, прототипа, в котором охарактеризован способ прохождения сигналов через контролируемую среду, техническая сущность которого заключается в следующем:

- формируют исходный сигнал ультразвуковой частоты;

- обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала ультразвуковой частоты в прямом направлении через контролируемую среду в трубопроводе, как минимум, по одной электрической цепи;

- принимают сигнал ультразвуковой частоты, прошедший в прямом направлении через контролируемую среду в трубопроводе, как минимум, по одной электрической цепи;

- обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала ультразвуковой частоты в обратном направлении через контролируемую среду в трубопроводе, как минимум по другой электрической цепи;

- принимают сигнал ультразвуковой частоты, прошедший в обратном направлении через контролируемую среду в трубопроводе, как минимум, по другой электрической цепи;

- обеспечивают, таким образом, прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе.

Общими признаками предлагаемого технического решения и прототипа являются следующие признаки:

- формируют исходный сигнал;

- обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной электрической цепи;

- принимают сигнал, прошедший в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной электрической цепи;

- обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала в обратном направлении через контролируемую среду;

- принимают сигнал, прошедший в обратном направлении через контролируемую среду;

- обеспечивают прохождения сигналов через контролируемую среду.

Технический результат, который невозможно достичь ни одним из известных аналогичных технических решений, заключается в исключении влияния разброса параметров электронных компонентов на процесс прохождения сигналов ультразвуковой частоты, радиочастотных и прочих подобных сигналов по электрическим цепям и получение, вследствие этого, сигналов, прошедших через контролируемую среду в трубопроводе, с высокой степенью идентичности.

Причиной невозможности получения вышеуказанного технического результата является то, что в известных аналогичных технических решениях используются различные цепи, состоящие из различных электронных компонентов, для прохождения сигналов ультразвуковой частоты, радиочастотных и прочих сигналов, разброс параметров которых оказывает существенное влияние на прохождение сигналов ультразвуковой частоты, радиочастотных и прочих сигналов по электрическим цепям и на их значения и параметры, так как даже двух электронных компонентов одного наименования, имеющих одинаковые параметры, практически не существует.

Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что задача по исключению влияния разброса параметров электронных компонентов на процесс прохождения различных сигналов по электронным цепям и, как следствие этого, получение сигналов, прошедших через контролируемую среду в трубопроводе, с высокой степенью идентичности является актуальной на сегодняшний день.

Технический результат, указанный выше, достигается тем, что в способе прохождения сигналов через контролируемую среду, заключающемся в том, что формируют исходный сигнал, обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной электрической цепи, принимают сигнал, прошедший в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной электрической цепи, обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала в обратном направлении через контролируемую среду, принимают сигнал, прошедший в обратном направлении через контролируемую среду, и обеспечивают, таким образом, прохождение сигналов через контролируемую среду, при этом передачу сформированного исходного сигнала в обратном направлении и прием сигнала, прошедшего в обратном направлении через контролируемую среду, осуществляют по тем же электрическим цепям, что и при передаче и приеме сигналов, прошедших через контролируемую среду в прямом направлении.

Передача сформированного исходного сигнала (радиочастотного, ультразвукового и т.п.) в прямом и в обратном направлениях и прием сигналов, прошедших в прямом и в обратном направлениях через контролируемую среду по одним и тем же электрическим цепям, как указано выше, позволяет сформировать исходный сигнал (радиочастотный, ультразвуковой и т.п.), передать его в прямом направлении через контролируемую среду и принять его после прохождения через контролируемую среду, а также передать сформированный исходный сигнал (радиочастотный, ультразвуковой и т.п.) в обратном направлении через контролируемую среду и принять его после прохождения через контролируемую среду по тем же самым электрическим цепям, обеспечивая, таким образом, прохождение исходного сигнала через контролируемую среду, не подверженного влиянию разброса параметров электронных компонентов, так как сформированные сигналы, в любом случае, проходят по потоку и против потока контролируемой среды в трубопроводе по одним и тем же электрическим цепям, обеспечивая тем самым высокую степень идентичности, позволяющей достичь высокую точность измерения объема контролируемой среды в трубопроводе. В этом и проявляется достижение вышеуказанного технического результата.

Проведенный анализ известных технических решений показал, что ни одно из них не содержит как всей совокупности признаков предлагаемого технического решения, так и отличительных признаков с присущими им свойствами, что позволило сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Техническая сущность предлагаемого способа прохождения сигналов через контролируемую среду заключается в следующем:

- формируют исходный сигнал;

- обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной (передающей) электрической цепи;

- принимают сигнал, прошедший в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной (приемной) электрической цепи;

- обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала в обратном направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной (приемной) электрической цепи;

- принимают сигнал, прошедший в обратном направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной (передающей) электрической цепи;

- обеспечивают прохождения сигналов через контролируемую среду.

Предлагаемый способ прохождения сигналов через контролируемую среду поясняется нижеследующим описанием и чертежами, где на фиг.1. в качестве примера, реализующего предлагаемый способ прохождения сигналов через контролируемую среду, представлена схема устройства для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе, на фиг. 2 представлена схема управления, а на фиг. 3 представлены временные диаграммы, поясняющие работу устройства для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе.

Предлагаемое устройство для пояснения способа прохождения сигналов с использованием ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе содержит:

- источник - 1 сигналов ультразвуковой частоты;

- схему - 2 развязки, подсоединенную своим входом к выходу источника - 1 сигналов ультразвуковой частоты;

- как минимум, «N»-управляемых ключей (первый управляемый ключ - 3, второй управляемый ключ - 4, третий управляемый ключ - 5 и четвертый управляемый ключ - 6), подсоединенных своими первыми выводами - 7; 8; 9; 10 к выходу схемы - 2 развязки;

- «М₁» - первых ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей (первый ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь - 11 и второй ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь - 12), установленных на трубопроводе с контролируемой средой и подсоединенных своими соответствующими выводами - 13; 14 к соответствующим вторым выводам - 15; 16 одних из, как минимум, «N»-соответствующих управляемых ключей 3 и 5, т.е. вывод - 13 первого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя - 11 подсоединен к второму выводу 15 первого управляемого ключа - 3, вывод - 14 второго ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя - 12 подсоединен к второму выводу - 16 третьего управляемого ключа - 5;

- «M₂» - вторых ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей (третий ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь - 17 и четвертый ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь - 18), установленных на трубопроводе с контролируемой средой и подсоединенных своими соответствующими выводами - 19; 20 к соответствующим выводам - 21; 22 других из, как минимум, «N»-соответствующих управляемых ключей - 4 и 6, т.е. вывод - 19 третьего ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя - 17 подсоединен к второму выводу - 21 второго управляемого ключа - 4, вывод - 20 четвертого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя - 18 подсоединен к второму выводу - 22 четвертого управляемого ключа - 6;

- схему управления - 23, подсоединенную своими соответствующими выходами к соответствующим управляющим входам, как минимум, «N»-управляемых ключей, т.е. первый выход - 24 схемы управления - 23 подсоединен к управляющему входу - 25 первого управляемого ключа - 3, второй выход 26 схемы управления - 23 подсоединен к управляющему входу - 27 второго управляемого ключа - 4, третий выход - 28 схемы управления - 23 подсоединен к управляющему входу - 29 третьего управляемого ключа - 5, четвертый выход - 30 схемы управления - 23 подсоединен к управляющему входу - 31 четвертого управляемого ключа - 6, и своим пятым выходом - 32 схема управления - 23 подсоединена к входу источника - 1 сигналов ультразвуковой частоты;

- усилитель - 33, подсоединенный своим входом к выходу схемы - 2 развязки.

Представленная на фиг. 2 схема управления - 23 содержит:

- формирователь - 34 импульсов прямоугольной формы;

- формирователь - 35 стробирующих импульсов, подсоединенный своим входом к выходу формирователя - 34 импульсов прямоугольной формы;

- первый элемент - 36 исключающее - «ИЛИ», подсоединенный своим первым входом - 37 к первому выходу - 38 формирователя - 35 стробирующих импульсов, подсоединенного через вывод - 39 (пятый выход схемы управления - 23) к входу источника - 1 сигналов ультразвуковой частоты;

- второй элемент - 40 исключающее «ИЛИ», подсоединенный своим первым входом - 41 к первому выходу - 38 формирователя - 35 стробирующих импульсов и своим вторым входом - 42 к второму выходу - 43 формирователя - 35 стробирующих импульсов;

- первый инвертор - 44, подсоединенный своим входом к второму выходу - 43 формирователя - 35 стробирующих импульсов и своим выходом к второму входу - 45 первого элемента - 36 исключающее «ИЛИ»;

- второй инвертор - 46, подсоединенный своим входом к третьему выходу - 47 формирователя - 35 стробирующих импульсов;

- первый элемент «И» - 48, подсоединенный своим первым входом - 49 к выходу первого элемента - 36 исключающее «ИЛИ», своим вторым входом - 50 к выходу второго инвертора - 46 и своим выходом через вывод - 51 к управляющему входу - 25 первого управляемого ключа - 3;

- второй элемент «И» - 52, подсоединенный своим первым входом - 53 к выходу второго элемента - 40 исключающее «ИЛИ», своим вторым входом - 54 к выходу второго инвертора - 46 и своим выходом через вывод - 55 к управляющему входу - 27 второго управляемого ключа - 4;

- третий элемент - 56 исключающее «ИЛИ», подсоединенный своим первым входом - 57 к первому выходу - 38 формирователя - 35 стробирующих импульсов и своим вторым входом - 58 к выходу первого инвертора - 44;

- третий элемент «И» - 59, подсоединенный своим первым входом - 60 к выходу третьего элемента - 56 исключающее «ИЛИ», своим вторым входом - 61 к третьему выходу - 47 формирователя - 35 стробирующих импульсов и своим выходом через вывод - 62 к управляющему входу - 29 третьего управляемого ключа - 5;

- четвертый элемент - 63 исключающее «ИЛИ», подсоединенный своим первым входом - 64 к первому выходу - 38 формирователя - 35 стробирующих импульсов и своим вторым входом - 65 к второму выходу - 43 формирователя - 35 стробирующих импульсов;

- четвертый элемент «И» - 66, подсоединенный своим первым входом - 67 к выходу четвертого элемента - 63 исключающее «ИЛИ», своим вторым входом - 68 к третьему выходу - 47 формирователя - 35 стробирующих импульсов и своим выходом через вывод - 69 к управляющему входу - 31 четвертого управляемого ключа - 6.

В качестве источника - 1 сигналов ультразвуковой частоты может быть использован источник сигналов ультразвуковой частоты, опубликованный в патенте РФ №2367912.

В качестве схемы - 2 развязки может быть использован буферный усилитель, опубликованный в книге У. Титце и К.Шенк «Полупроводниковая схемотехника», Москва, Мир, 1982 г., с. 76.

В качестве формирователя импульсов прямоугольной формы - 34 может быть использован мультивибратор на инверторах, опубликованный в справочнике «Популярные цифровые микросхемы» В.Л. Шило, М. «Радио и связь», 1987 г. с. 218.

В качестве формирователя стробирующих импульсов - 35 может быть использован двоичный счетчик КР1554ИЕ10, опубликованный в справочнике «Логические интегральные схемы КР1533, КР1554», М.,«Бином»1993 г., с. 375.

Все остальные элементы, входящие в состав предлагаемого устройства для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе, широко известны и опубликованы в источниках информации по электронике и вычислительной технике.

Представленные на фиг. 3 временные диаграммы, поясняющие работу устройства для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе, содержат:

а) временные диаграммы импульсных сигналов на выходе формирователя импульсов прямоугольной формы 34;

б), в), г) временные диаграммы импульсных сигналов A₀, A₁, A₂ на выходах формирователя стробирующих импульсов 35;

д) временные диаграммы сигналов ультразвуковой частоты на выходе схемы - 2 развязки;

е), ж), з), и) временные диаграммы сигналов управления ключами - 3; 4; 5; 6 (см. фиг. 1):

е) - первым управляемым ключом - 3,

ж) - вторым управляемым ключом - 4,

з) - третьим управляемым ключом - 5,

з) - четвертым управляемым ключом - 6.

Сигналы управления S₁, S₂, S₃, S₄ выделяют временные интервалы прохождения ультразвуковых колебаний через контролируемую среду в трубопроводе по потоку, против потока, при излучении и приеме ультразвуковых колебаний, через первый канал, образованный источником - 1 сигналов ультразвуковой частоты, схемой - 2 развязки, первым управляемым ключом - 3, первым ультразвуковым пьезоэлектрическим преобразователем - 11; вторым ультразвуковым пьезоэлектрическим преобразователем - 17, вторым управляемым ключом - 4 и усилителем 33, и через второй канал, образованный источником - 1 сигналов ультразвуковой частоты, схемой - 2 развязки, третьим управляемым ключом - 5, третьим ультразвуковым пьезоэлектрическим преобразователем - 12, четвертым ультразвуковым пьезоэлектрическим преобразователем - 18, четвертым управляемым ключом - 6 и усилителем - 33;

к), л), м), н) временные диаграммы прохождения ультразвуковых колебаний по потоку и против потока контролируемой среды в трубопроводе на выводах ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей - 11; 12; 17; 18 для первого и второго каналов;

о) временные диаграммы сигналов ультразвуковой частоты на выходе усилителя 33.

Предлагаемое устройство для пояснения способа прохождения сигналов с использованием ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе работает следующим образом. Под действием управляющего сигнала, сформированного формирователем - 34 импульсов прямоугольной формы (см. фиг. 3 - «а»), поступающих с его выхода на вход - 38 формирователя - 35 стробирующих импульсов, на первом выходе формирователя - 35 стробирующих импульсов формируются импульсные сигналы - «А₀», на втором выходе - 43 - «А₁» и на третьем выходе - 47 - «А₂» (см. фиг. 3 - б, в, г).

С первого выхода - 38 формирователя - 35 стробирующих импульсов импульсные сигналы - «А₀» поступают на первый вход - 37 первого элемента - 36 исключающее «ИЛИ» и на вывод - 39 (пятый выход - 32 схемы управления - 23), а с второго выхода - 43 формирователя - 35 стробирующих импульсов импульсные сигналы - «А₁» через первый инвертор - 44 поступают на второй вход - 45 первого элемента - 36 исключающее «ИЛИ», с выхода которого импульсные сигналы поступают на первый вход - 49 первого элемента - 48 «И», на второй вход - 50 которого поступают импульсные сигналы -

« $${\overline{A}}_2$$ » с третьего выхода - 47 формирователя - 35 стробирующих импульсов через второй инвертор - 46. В результате обработки поступивших сигналов на выходе первого элемента - 48 «И» (вывод - 51, первый выход - 24 схемы управления - 23), в соответствии с математическим выражением: $$S_1=(A_0\oplus {\overline{A}}_1)\cdot {\overline{A}}_2$$ , где «А₀» - импульсные сигналы на первом выходе - 38 формирователя - 35 стробирующих импульсов; « $${\overline{A}}_1$$ » - инверсные импульсные сигналы с второго выхода - 43 формирователя - 35 стробирующих импульсов и « $${\overline{A}}_2$$ » - инверсные импульсные сигналы с третьего выхода - 47 формирователя - 35 стробирующих импульсов - формируется сигнал - « $$S_1$$ » для управления первым управляемым ключом - 3 (см. фиг. 3 - «е»).

С первого выхода - 38 формирователя - 35 стробирующих импульсов импульсные сигналы - «А₀» поступают на первый вход - 41 второго элемента - 40 исключающее «ИЛИ», а с второго выхода - 43 формирователя - 35 стробирующих импульсов импульсные сигналы - «А₁» поступают на второй вход - 42 второго элемента - 40 исключающее «ИЛИ», с выхода которого импульсные сигналы поступают на первый вход - 53 второго элемента - 52 «И», на второй вход - 54 которого поступают импульсные сигналы - « $${\overline{A}}_2$$ » с третьего выхода - 47 формирователя - 35 стробирующих импульсов через второй инвертор - 46.

В результате поступивших сигналов на выходе второго элемента - 52 «И» (вывод - 55, второй выход - 26 схемы управления - 23), в соответствии с математическим выражением: $$S_2=(A_0\oplus A_1)\cdot {\overline{A}}_2$$ , где « $$A_0$$ » - импульсные сигналы на первом выходе - 38 формирователя - 35 стробирующих импульсов; « $$A_1$$ » - импульсные сигналы на втором выходе - 43 формирователя - 35 стробирующих импульсов и « $${\overline{A}}_2$$ » - инверсные импульсные сигналы с третьего выхода - 47 формирователя - 35 стробирующих импульсов - формируется сигнал - «S₂» для управления вторым управляемым ключом - 4 (см. фиг.3 - «ж»).

С первого выхода - 38 формирователя - 35 стробирующих импульсов импульсные сигналы « $$A_0$$ » поступают на первый вход - 57 третьего элемента - 56 исключающее «ИЛИ», со второго выхода - 43 формирователя - 35 стробирующих импульсов импульсные сигналы - « $${\overline{A}}_1$$ » через первый инвертор - 44 поступают на второй вход - 58 третьего элемента - 56 исключающее ИЛИ, с выхода которого импульсные сигналы поступают на первый вход - 60 третьего элемента - 59 «И», на второй вход - 61 которого поступают импульсные сигналы - « $$A_2$$ » с третьего выхода - 47 формирователя - 35 стробирующих импульсов. В результате поступивших сигналов на выходе третьего элемента - 59 «И» (вывод - 62, третий выход - 28 схемы управления - 23), в соответствии с математическим выражением: $$S_3=(A_0\oplus {\overline{A}}_1)\cdot A_2$$ , где « $$A_0$$ » - импульсные сигналы на первом выходе - 38 формирователя - 35 стробирующих импульсов; « $${\overline{A}}_1$$ » - инверсные импульсные сигналы с второго выхода - 43 формирователя - 35 стробирующих импульсов,« $$A_2$$ » - импульсные сигналы на третьем выходе - 47 формирователя - 35 стробирующих импульсов - формируется сигнал «S₃» для управления третьим управляемым ключом - 5 (см. фиг.3 - «з»).

С первого выхода - 38 формирователя - 35 стробирующих импульсов импульсные сигналы « $$A_0$$ » поступают на первый вход - 64 четвертого элемента - 63 исключающее «ИЛИ» и с второго выхода - 43 формирователя - 35 стробирующих импульсов импульсные сигналы - « $$A_1$$ » поступают на второй вход - 65 четвертого элемента - 63 исключающее «ИЛИ», с выхода которого импульсные сигналы поступают на первый вход - 67 четвертого элемента - 66 «И» на второй вход - 68 которого поступают импульсные сигналы - « $$A_2$$ » с третьего выхода - 47 формирователя стробирующих импульсов - 35.

В результате поступивших сигналов на выходе четвертого элемента - 66 «И» (вывод - 69, четвертый выход - 30 схемы управления - 23), в соответствии с математическим выражением: $$S_4=(A_0\oplus A_1)\cdot A_2$$ , где « $$A_0$$ » - импульсные сигналы на первом выходе - 38, « $$A_1$$ » - импульсные сигналы на втором выходе - 43,« $$A_2$$ » - импульсные сигналы на третьем выходе - 47 формирователя - 35 стробирующих импульсов, формируется сигнал «S₄» для управления четвертым управляемым ключом - 6 (см. фиг. 3 - «и»).

При поступлении с пятого выхода - 32 (с вывода - 39) схемы управления - 23 сигналов управления на вход источника - 1 сигналов ультразвуковой частоты, источник - 1 сигналов ультразвуковой частоты формирует кратковременные «зондирующие» импульсы (см. фиг. 3 - «д»), которые поступают через схему развязки - 2, обеспечивающую усиление выходных сигналов ультразвуковой частоты и согласование выходного сопротивления источника - 1 сигналов ультразвуковой частоты с входным сопротивления первого - 3, второго - 4, третьего - 5 и четвертого - 6 управляемых ключей и усилителя - 33.

В соответствии с сигналом управления - «S₁», поступающим с первого выхода - 24 (с вывода - 51) схемы управления - 23 на управляющий вход - 25 первого управляемого ключа - 3, контакты первого управляемого ключа - 3 замыкаются, и на вывод - 13 первого ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя - 11 поступает «зондирующий» сигнал. Первый ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь - 11 преобразует кратковременный «зондирующий» сигнал в ультразвуковые колебания и направляет их по потоку контролируемой среды в трубопроводе (см. фиг. 3 - «к» и «л») к второму ультразвуковому пьезоэлектрическому преобразователю - 17. При этом управляющий сигнал с первого выхода - 24 схемы управления - 23 снимается с управляющего входа - 25 первого управляемого ключа - 3, и контакты первого управляемого ключа - 3 размыкаются.

Вслед за этим со второго выхода - 26 схемы управления - 23 (с вывода - 55) на управляющий вход - 27 второго управляющего ключа - 4 поступает управляющий сигнал - «S₂», который замыкает контакты второго управляемого ключа - 4 и обеспечивает поступление электрического сигнала, полученного в результате преобразования ультразвуковых колебаний, прошедших по потоку контролируемой среды в трубопроводе, вторым ультразвуковым преобразователем - 17, на вход усилителя 33, а затем, через усилитель 33, поступление электрического сигнала ультразвуковой частоты на выход устройства для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе (см. фиг. 3 - «о»).

После этого в соответствии с сигналом управления, поступающим с пятого выхода - 32 (с вывода - 39) схемы управления - 23 на вход источника - 1 сигналов ультразвуковой частоты, источник - 1 сигналов ультразвуковой частоты формирует следующий «зондирующий» сигнал (см. фиг. 3 - «д»), который через замкнутые контакты второго управляемого ключа - 4 поступает на второй пьезоэлектрический преобразователь - 17. Второй пьезоэлектрический преобразователь - 17 преобразует «зондирующий» сигнал в ультразвуковые колебания и направляет их против потока контролируемой среды в трубопроводе (см. фиг. 3 - «л» и «к») к первому ультразвуковому пьезоэлектрическому преобразователю - 11. При этом управляющий сигнал с второго выхода - 26 схемы управления - 23 снимается с управляющего входа второго управляемого ключа - 4, и его контакты размыкаются.

Вслед за этим с первого выхода - 24 схемы управления - 23 (с вывода - 51) на управляющий вход - 25 первого управляемого ключа - 3 поступает управляющий сигнал «S₁», который замыкает контакты первого управляемого ключа - 3 и обеспечивает поступление электрического сигнала, полученного в результате преобразования ультразвуковых колебаний, прошедших против потока контролируемой среды в трубопроводе, первым ультразвуковым пьезоэлектрическим преобразователем - 11, на вход усилителя 33, а затем, через усилитель 33, поступление электрического сигнала ультразвуковой частоты на выход устройства для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе, см. фиг. 3 - «о»).

Вышеизложенным образом осуществляется работа устройства для прохождения сигналов ультразвуковой частоты через контролируемую среду в трубопроводе по потоку и против потока в первом канале. Работа второго канала осуществляется аналогичным образом, причем временной интервал работы второго канала показан на диаграмме фиг. 3 - «г», интервалы прохождения сигналов ультразвуковой частоты по потоку и против потока в первом и во втором каналах показаны на диаграмме фиг. 3 - «в», а на диаграмме фиг. 3 «б» показаны интервалы, в которых происходит прием сигналов ультразвуковой частоты, прошедших через контролируемую среду в трубопроводе по потоку и против потока в первом и во втором каналах.

Аналогично диаграммам фиг.3 - «к» и фиг.3 - «л», которые показывают прохождение сигналов ультразвуковой частоты по потоку и против потока в первом канале, на диаграммах фиг.3 - «м» и фиг.3 - «н» показано прохождение сигналов ультразвуковой частоты по потоку и против потока во втором канале.

Необходимо особо отметить, что сигналы ультразвуковой частоты, поступающие на вход усилителя - 33, проходят по потоку и против потока контролируемой среды в трубопроводе по одним и тем же элементам в каждом из каналов, и поэтому разброс параметров электронных элементов на эти сигналы не влияет.

Таким образом, охарактеризованное выше устройство, поясняющее способ прохождения сигналов через контролируемую среду в трубопроводе, подтверждает то, что за счет прохождения сформированных сигналов по потоку и против потока через контролируемую среду в трубопроводе, по одним и тем же электрическим цепям, практически полностью исключает влияние разброса параметров электронных компонентов на эти сигналы, что в свою очередь позволяет повысить точность измерения, например, объемного расхода контролируемой среды в трубопроводе.

Поэтому предлагаемый способ прохождения сигналов через контролируемую среду займет достойное место среди известных объектов аналогичного назначения.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения прохождения сигналов через контролируемую среду в трубопроводе. Способ прохождения сигналов через контролируемую среду заключается в том, что формируют исходный сигнал, обеспечивают его передачу в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной передающей электрической цепи, принимают сигнал, прошедший в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной приемной электрической цепи, обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала в обратном направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной приемной электрической цепи, принимают сигнал, прошедший в обратном направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной передающей электрической цепи и обеспечивают, таким образом, прохождение сигналов через контролируемую среду. Технический результат заключается в возможности получения сигналов, прошедших через контролируемую среду, с высокой степенью идентичности. 3 ил.

Способ прохождения сигналов через контролируемую среду, заключающийся в том, что формируют исходный сигнал, обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной электрической цепи, принимают сигнал, прошедший в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной электрической цепи, обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала в обратном направлении через контролируемую среду, принимают сигнал, прошедший в обратном направлении через контролируемую среду, и обеспечивают прохождение сигналов через контролируемую среду, при этом передачу сформированного исходного сигнала в обратном направлении и прием сигнала, прошедшего в обратном направлении через контролируемую среду, осуществляют по тем же электрическим цепям, отличающийся тем, что передачу сформированного исходного сигнала в обратном направлении и прием сигнала, прошедшего в обратном направлении через контролируемую среду, осуществляют по тем же электрическим цепям при каждом прохождении сигнала в прямом и обратном направлениях.