Ультразвуковой фазовый расходомер Советский патент 1985 года по МПК G01F1/66 

Ю

СО 4 Изобретение относится к измерите ной технике ;И может быть использова но в различных отраслях народного 1 хозяйства для измерения расхода текущих сред в трубопроводах. Известен ультразвуковой расходомер, содержащий измерительный и опо ный каналы, каждый из которых образован парой обратимых электроакустических преобразователей, расположенных на противоположных стенках трубопровода, задающий генератор, генератор вспомогательной частоты, три ключа, два смесителя, нуль-детектор, измеритель временных интервалов, индикатор знака и схему логики Ci 3. Однако данное устройство имеет ограничения, связанные с малым диапазоном скоростей измеряемых потоковНаиболее близким к изобретению по технической сущности является из меритель скорости потока, содержащий измерительный канал, образованный двумя электроакустическими прео разователями, через коммутатор соединенные с задающим генератором и приёмником, два смесителя, первые входы которых подключены к генератору опорных импульсов, вторые - к входам задающего генератора и прием ника, а выходы - к входам фазометра выход которого подключен к регистратору 2}. Недостатками известного устройст ва являются малый диапазон допустимых значений сдвига фаз между сигналами приёма и опорным и, как след ствие, низкая точность измерений. Цель изобретения - повьшение точ ности измерений. Цель достигается тем, что ультра звуковой фазовый расходомер, содерж щий измерительный канал, образованный двумя электроакустическими преобразователями, установленными на противоположных стенках трубопровод под углом.к направлению потока и подключенными через коммутатор к за дающему генератору, фазометр и регистратор дополнительно снабжен дву электроакустическими преобразователями, .установленными на противополо ных стенках трубопровода и образующими вспомогательный канал, перпендикулярный к направлению потока, а также генератором управляющих сигналов, ключом и счётчиком, причём 94,2 выход задающего генератора через ключ подключен к одному из электроакусти-,. ческих преобразователей вспомогательного канала, выходы генератора управляющих сигналов подключены к вторым входам ключа и коммутатора, входы фазометра подключены к выходу коммутатора и второму электроакустическому преобразователю вспомогательного канала, а его выход через счетчик подключён к регистратору, при зтом базы измерений измерительного и вспомогательного каналов равны между собой. На чертеже показана принципиальная блок-схема предлагаемого устройства. Ультразвуковой расходомер содержит задающий генератор 1, генератор 2 управляющих сигналов, коммутатор 3, ключ 4, измерительный канал, образованный двумя обратимыми электроакустическими преобразователями 5 и 6, вспомогательный канал, образованный электроакустическими преобразователями 7 и 8, фазометр 9, суммир5гющий счетчик Ю и регистратор 11. Расстояния между электроакустическими преобразователями в измерительном и вспомогательном каналах между собой, а ось вспомогательного канала составляет угол 90 с осью потока. Расходомер работает следующим образом. С выхода задающего генератора 1 через коммутатор 3 и управляемый генератором 2 на электроакустические преобразователи 5 и 6 попеременно поступает электрический сигнал возбуждения и sin ujpt. Сигнал V преобразуется электроакустическими преобразователями 5 . и 6 в ультразвуковые сигналы, которые проходят через контролируемый поток попеременно по и против потока. Прошедший через контролируемый поток, сигнал поступает на один из электроакустических преобразователей 5 и 6 и преобразуется в электрический сигнал приема ) Vi SinuJ .Sinu)p fрасстояние между электроакустическими преобразователями; скорость звука в контролируемой среде; 3 V - проекция скорости течения среды на направление распространения ультразвуковых сигналов, С выхода генератора 1 через ключ 4, управляемый генератором 2, на электроакустический преобразователь 7 также поступает основной электрический сигнал возбуждения U. Он пре образуется в ультразвуковые сигналы которые проходят через контролируемый поток и преобразуется электроакустическим преобразователем 8 внов в электрический сигнал V sinU)p(. Сигналы V и Vg поступают на входы фазометра 9, обеспечивающего измерение абсолютной величины сдвига фаз между чиня. Сигнал V, является опорным, он формируется из основного сигнала задающего генератора 1 V пу тём его задержки на время/ равное L/C. Задержка не зависит от скорости течения среды, так как ось вспомогательного электроакустического канала перпендикулярна оси потока, Абсолютная величина сдвига по фазе между сигналами Vj и V в смеж944. ных тактах измерения равна LV/C. Она преобразуется фазометром 9 в пропорциональную величину, например цифровой код, выраженную в цифровом коде. Счетчик 10 осуществляет сложение кодов и результат сложения, пропорциональный 2LV/C, фиксируется регистратором 11. Суммирование сдвигов фаз для противоположных направлений распространения зондирующих сигналов необходимо для исключения погрешности, обусловленной неизбежной геометрической асимметрией измерительного и вспомогательного электроакустических каналов. Благодаря этому может быть использован практически весь диапазон от О до 211 сдвигов фаз допустимых для измерений. Предлагаемый ультразвуковой фазовый расходомер обеспечивает увеличение диапазона измеряемых сдвигов фаз между сигналами приёма, что при прочих равных условиях обеспечивает увеличение точности измерений. Кроме того, устройство обеспечивает возможность проведения измерений в широком диапазоне расходов и диаметров трубопроводов, начиная с весьма малых.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ФАЗОВЫЙ РАСХОДОМЕР, содержащий измерительный канал, образованный двумя электроакустическими преобра:зователями, установленными на противоположных стенг ках трубопровода под углом к направ:лению потока и подключёнными через ;коммутатор к задающему генератору, фазометр и регистратор, о т л и ч а.ю щ и и с я тем, что, с целью повы.шения точности измерений, он дополнительно ,снабжен двумя электроакустическими преобразователями, установленными на противоположных стенках трубопровода и образующими вспомогательный канал, перпендикулярный к направлению потока, а также генератором управляющих сигналов, ключом и счётчиком, причем выход задающего генератора через ключ подключен к одному из электроакустических преобразователей вспомогательного канала, выходы генератора управляющих сигналов подключены к вторым входам ключа и коммутатора, выходы фазометра подключены к выходу коммутатора и второму электроакустическому преобразователю вспомогательного канала, а его выход через счетчик подключён к регистратору, при этом баd зы измерительного и вспомогательного каналов равны между собой.