Устройство для градуировки ультразвуковых расходомеров Советский патент 1983 года по МПК G01F25/00 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ РАСХОДОМЕРОВ} содержащее емкость с контролируемой средой, снабженную измерителем скорости распространения ультразвуковых колебаний, установленные в ней ультразвуковые преобразователи, подключенные к приемо-передакщему блоку, блок, временной задержки с блоком управления, регистрирующий блок, вычислительный блок отличающееся тем, что, сЛгелью повьнаения точности градуировки и расширения функциональных, возможностей, в не1чэ введенц регулируемый модификатор ультразвуко.ых колебаний и блок линейно-угловых перемещений, причем регулируемый модификатор размещен между ультразвуковыми преобразователями, а блок линейно-угловых перемещений механически сЕязан по крайней мере с одним из них, выходы блока временной задержки подключены к запускающим входам регистрирующего блока и приёмо-передгиощего блока, выход которое го подключен к измерительному входу регистрирующего блока, связанного с вычислительным блоком. 1 - -, .. S f СЛ СО 4

Изобретение относится к вычисли тельной технике и предназначено дл градуировки ультразвуковых расходе меров, применяемых в основном в отрасли мелиорации и водного хозяй ства для .измерения расхода воды в открытых каналах. Известно устройство для градуировки ультразвуковых расходомеров, в котором в качестве имитатора потока жидкости используется регулир мая линия задержки l , Недостаток устройства заключает в узких функциональных возможностя Наиболее близким к изобретению технической сущности является устр ство для градуировки ультразвуковы расходомеров,содержащее емкость с тролируемой средой,снабженную изме телем скорости распространения уль развуковых колебаний, установленны 3 ней ультразвуковые преобразовате ли, подключенные к приемо-передающему блоку, блок временной задержк с блоком управления, регистрирующи (блсэк и вычислительный блок 1,2 . Недостатки известного устройства -заключаются в низкой точности градуировки и узких функциональных возможностях. Цель изобретения - повьлнение точности градуировки и расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для градуиров ки ультразвуковых расходомеров, содержащее емкостй с контролируемой средой, снабженную измерителем скорости распространения ультразвуковых колебаний, установленные в ней ультразвуковые преобразователи, под ключенные к приемо-передающему блоку, блок-временной задержки с блоко управления, регистрирующий блок, вычислительный блок, введены регули руемый модификатор ультразвуковых колебаний и блок линейно-угловух перемещений, причем регулируемый .модификатор размещен между ультразвуковыми преобразователями, а блок линейно-угловых перемещений механически связан по крайней мере с одни из них, выходы блока временной заг; держки подключены к запуска входам регистрирующего блока и приемо-передающего бло.ка, выход которо го- подключен к измерительному входу регистрирующего блока, связанного с вычислительным блоком. На .чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит ультразвуковые преобразователи 1 и 2, емкость с, ко т|5Ълируемой средой, приемо-передадйщий блок 4, регистрирующий 5 и вычислихельный 6 блоки, измеритель 7 скорости ультразвуковых колебаний, блок 8 линейно-угловых перемещений, регулируемый модификатор 9 ультразвуковых колебаний, блок врб менной задержки с блоком управления в виде генератора 10 и источника 11 временного сдвига. Блок 8 линейно-угловых перемещений механически связан с ультразвуковыми преобразователями 1 и 2 и позволяет отклонять ультразвуковые преобразователи по углу в вертикгшьг ной и горизонтальной плоскостях относительно оси, проходящей через центры преобразователей, и смещать.ь по линейному размеру в вертикальней и горизонтальной плоскостях. Регулируемый модификатор 9 ультразвуковых колебаний устанавливает ся на пузги распространения ультразвуковых импульсов между ультразвуковыми преобразователями 1 и 2 и регулирует амплитуду и длительность фронта на выходе приемного преобразователя. Вход источника 11 временного сдвига связан с выходом генератора 10; а выход опорного сигнала источника временного сдвига связан с запускающим входом регистрирующего блока, выход задержанного сигнала 1 источника временного сдвига связан с запускающим входом приемо-передаю7 щего блока 4.. Устройство работает следующим образом. Рабочее уравнение ультразвукового расходомера для время-импуль -, него метода имеет следующий вид: 1 Ь Ь II ht 1 ( . C-V где iit - разность времени распространения ультразвуковых колебаний, направленных по потоку и против потока; расстояние между ультразвуковыми преобразователями; скорость распространения ультразвуковых колебаний; - скорость потока вдоль трассы распространения ультразвукового луча. После преобразования рабочего уравнения расходомера относительно скорости потока V имеем --JT (2) В формуле (2) при известном значении параметров С и L скорость потока пропорциональная разности времени At.. В предлагаемом устройстве скорость ультразвуковых колебаний С измеряется блоком If расстояние между ультразвуковыми преобразователями устаавливается равным L и разность вре. мени устанавливается блоком ц. Приопределении основной погрешности градуируемого расходомера ультразвуковые преобразователи по лииейно-угдовым размерам устанавливаются в нуле вое положение, регулируемый.модификатор 9 не изменяет амплитуду и фор му ультразвуковых импульсов. Генера тор 10 запускает источник 11 временного сдвига, который опорньпи -сиг налом запускает регистрирующее устройство 5, а задержанным сигналом приемо-передающий блок 4, который формирует ультразвуковой импульс на передающем преобразователе и принимает ультразвуковой импульс на приемном преобразователе и принятым сигналом останавливает регистрирующий блок 5. Полученный-результат по ступает в вычислительный блок б, где по соответствующему алгоритму с использованием результатов измерения скорости ультразвука определяет ся коэффициент преобразования расходбмера и основная погрешность. Определение дополнительной погрешности от отклонения линейно-угло вых размеров установки ультразвуковых преобразователей производится при помощи блока линейно-угловых перемещений путем изменения угла ил смещения -преобразователя в вертикал ной и горизонтальной плоскостях от нулевого положения. При фиксированном значении устанавливаемых линейных и угловых параметров рпределяет; ся коэффициент преобразования и дополнительная погрешность расходомер Для определения дополнительной |Погрешности от изменения амплитуды .ультразвукового сигнгша на входе пр емного преобразователя на модификаторе 9 устанавливается фиксированное значение коэффициента модификации и при этом значении опрееляется коэффициент jпреобразования расходомера. Путем обработки результатов измерения определяется коэффициент преобразования и дополнительная погрешность от изменения амплитуды и фронта сигнгша. Предлагаемо, устройство вотличие от известного позволяет определить дополнительные погрешности от изменения амплитуды и фронта ультра- i звукового сигнала и неточности установки ультразвуковых преобразователей, что позволяет расширить функциональные возможности устройства. В качестве модификатора можно применить набор акустической резины различной толщины. Точность градуировки увеличивается за счет применения источника временного сдвига, включенного соответствуквдим образом. Погрешность установки временного интервала у источника временного сдвига меньш г Чё у различных линий задержки, а включение источника временных сдвигов позволяет уменьшить погрешность градуировки за счеа начгшьного сдвига градуировочной характеристики. Использо эание устройства дает возможность выполнять градуировку ультразвуковых расходомеров и определять все метрологические характеристики имитационным методом. Особенно эффективно предлагаемое устройство при градуировке расходомеров для расходов воды Ю поскольку для таких расходов при применении традиционных методов градуировки строить громоздкие установки.