Устройство для измерения расхода жидкости в трубопроводе Советский патент 1958 года по МПК G01P5/24 G01F1/66 

Известны расходомеры жидкостей, основанные на измерении скорости (или расхода) жидкости путем посылки звуковых сигналов в направлении движения жидкости и против него. Однако они обладают недостатком, так как не исключают влияния на результат измерения импульсов, распространяющихся по стенкам трубопровода.

Предложенный расходомер не имеет указанного недостатка и, кроме того, универсален, т. е. не зависит от физико-химических свойств жидкости.

Особенностью предложенного устройства является то, что измерение расхода жидкости производится с помощью ультразвуковых импульсов и, с целью исключения влияния на результат измерения импульсов, распространяющихся по стенкам трубопровода, усилители, подающие команду на подачу следующего импульса, запираются на Е5ремя, в течение которого этот импульс, распространяясь по металлу, может прийти к приемнику.

На чертеже показана блок-схема расходомера.

Устройство выполнено .следующим образом.

На трубопроводе устанавливаются четыре пьезоэлемента, из которых два являются датчиками 1, а два - приемниками 2 ультразвуковых колебаний, получаемых от генераторов 7. Датчики м приемники имеют резонансную частоту и работают парами. Одна пара работает на импульсах, направляемых вдоль потока жидкости, другая - против потока жидкости.

Если обозначить скорость распространения звука в жидкости С, и скорость движения жидкости и - расстояние между пьезодатчиком и приемником а, то время прохождения импульса по потоку будет

: 114352- 2 время же прохождения импульса против потока будет Т-2- .

Время TI и TZ составит несколько сот микросекунд, оно будет разным при движении импульса по направлению жидкости и против жидкости.

Разность величин;

11 С + У С-У 2 У

Т Т ааа

( зависит только от скорости движения жидкости, т. е. от расхода, но не г.ависит от ее физических свойств, т. е. от распространения звука.

Величины -,- и имеют размерность частоты. /II .

Устройство работает следующим образом.

Импульс, посланный датчиками, пробегает по жидкости, восприни:.ается приемником и усиливается усилителем 3, который дает команду выслать новый импзльс. Количество импульсов в секунду и является ме..11 .СИ величин и

У /2

Датчик посылает импульсы не только через жидкость, но и через тело трубы. Однако звук по металлу проходит приблизительно в пять раз быстрее, чем по жидкости. Усилитель же, усилив импульс, пришедший по жидкости, запирается на то время, в течение которого может прийти имнульс по металлу. Таким образом, воздействие импульса по металлу исключается.

Усиленные усилителем ударные импульсы одновременно с подачей команды на отправку следующего импульса возбуждают соответственно два однотактных спусковых устройства 4 (триггеры с одним устойчивым положением), на выходе которых появляются импульсы прямоугольной формы длительностью несколько десятков микросекунд. Эти импульсы, частота которых точно равна частоте ультразвуковых импульсов

в жидкости (соответственно- тг- и -), поступают на интегрирующее

12.

устройство 5, выходное напряжение которого является функцией величи112.4)

ll llrn I-T, c-m-n,r--i«m:,

TIУЗa

Выходное напряжение интегрирующего устройства подается на автоматический потенциометр 6, градуированный непосредственно в единицах расхода жидкости.

Основная нредлагаемая область применения ультразвукового расходомера с ударными импульсами - измерение и регулирование расхода ;шзких, загрязненных, агрессивных жидкостей.

Предмет изобретения

Устройство для измерения расхода жидкости в трубопроводе с помощью распространяющихся вдоль него в двух противоположных направлениях ультразвуковых импульсов, разность скоростей которых измеряется интегрирующей схемой, присоединенной через триггеры-и усиC + v

т