Цифровой измеритель скорости ультразвука Советский патент 1985 года по МПК G01P5/24 G01H5/00 

Изобретение от11осится к акустическим измерениям и может быть использовано для измерения средней скорости ультразвука в средах с флуктуирующей скоростью ультразвука а также при контроле за ходом различных технологических процессов. -Целью изобретения является увели чение точности измерения и расширение функциональных возможностей. На чертеже представлена блок-схе предлагаемого цифрового измерителя скорости ультразвука. Цифровой измеритель скорости ультразвука содержит последовательн соединенные синхронизатор 1, передатчик 2, коммутатор 3, первый и второй обратимые электроакустически преобразователи 4 и 5, согласованны фильтр 6, детектор 7, пороговое уст ройство 8, преобразователь 9 времен ной интервал - цифровая величина,первьй цифровой вычислитель 10 обратной величины, первый цифровой су матор 11 и первое регистрирующее устройство 12, второе регистрирующе устройство 13, причем управляемые входы регистрирующих устройств 12 и 13 соединены с выходом синхронизато ра 1, блок 14 постоянной памяти, соединенный с входом синхронизатора последовательно соединенные второй цифровой сумматор 15, входом соединенный с выходом преобразователя 9 временной интервал - цифровая велич на, второй цифров1Ой вычислитель 16 обратной величины и цифровое множительное устройство 17, вторым входо соединенное С выходом синхронизатора 1, а выходом - с входом второго регистрирутощего устройства 1 3, счетчик 18, входом соединенный с выходом синхронизатора 1, а выходом - с вторым входом синхронизатора 1 и третьим входом цифрового множительного устройства 17.. Измеритель работает следующим образом. В каждом i-M цикле измерения (, 2, 3, ... п) поток с флукФурирующей скоростью ультразвука зондируется акустическими импульсами, излучаемыми первым и вторым обратными электроакустическими преобразователями 4 и 5 по направлению и против направления потока. Первый и второй обратимые электроакустические преобразователи 4 и 5 через коммутатор 3 соединены с выходом передатчика 2 и входом согласованного фильтра 6. При этом время прохождения акустического импульса по направлению потока определяется выражением i го. .coso/ - базовое расстояние между первым и вторым обратимыми электроакустическими преобразователями; с - усредненная за интервал l;;; l скорость ультразвука в исследуемой с.реде; V7 усредненная за интервал Тд скорость потока; о - угол между траекторией акустического импульса и направлением движения потока. Время прохождения акустического импульса против направления потока определяется выражением с,- v- cosoi. Принятые акустические импульсы первым .или вторым обратимым электроакустическим преобразователем 4 и-5 обрабатьшаются согласованным фильтром 6, детектором 7 и пороговым устройством 8. На преобразователь 9 временной интервал - цифровая величина опорный импульс поступает с выхода синхронизатора 1, а измерительный - с выхода порогового устг ройства 8. Количество опорных импульсов подсчитывает счетчик 18. Преобразователем 9 временной интервал. - цифровая величина величины 1. , CTg. преобразуются в. цифровые величины ,-, . Вторьм цифровым вычислителем обратной величины цифровые величины N.. и N г. преобразуются в цифровые величины и K/Ng. , где К - цифровая величина,, пропорциональная базовому расстоянию d, K.vrf. Первый цифровой сумматор 11 выполняет операцию, определяемую выражением C(t)(t,),(3)

31

где M. - текущее значение флуктуирующей скорости ультразвука. Цифровая величина М, с выхода пер вого цифрового сумматора 11 поступает на вход первого регистрирующего устройства 12 с периодом f- ьд, +

Б Одновременно осуществляется измерение среднего значения скорости ультразвука следующим образом.

С выхода преобразователя 9 времен ной интервал - цифровая величина цифровые в.еличины и Ng поступают на вход второго цифрового сумматора 15, который осуществляет операцию, определяемую вьфажением

п п

Г(М

()

Вторым цифровым вычислителем 16 обратной величины цифровая величина

2 N преобразуется .в цифровую

величину К/ N.. На этом заканч1 1

чивается i-й цикл измерения.

С выхода блока 14 постоянной памяти на вход синхронизатора 1.

807984

поступает цифровая величина р, зйдающая требуемое количество циклов для измерения среднего значения скорости ультразвука в исследуемой среде. 5 Синхронизатором 1 осуществляется сравнение цифровых величин р и п, причем цифровая величина п равна содержимому счетчика 18. В случае, когда количество циклов измерения 10 сравнивается с заданным, т.е. , с выхода синхронизатора 1 вьщается команда в цифровое множительное устройство 17 для осуществления, операции перемножения величин п и

5 ,

К/ 2. N,., причем

1

о п

(}

с

о 1

N.

20 - 1

л

где М - среднее значение скорости

ультразвука. . Цифровая величина М регистрируется вторым регистрирующим устрой- ством 13.

Использование цифрового измерителя скорости ультразвука позволяет осуществить измерение скорости ультразвука в флуктуирующем потоке и средней скорости ультразвука с повышенной точностью измерения.

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА, содержащий последова-i тельно соединенные синхронизатор, передатчик, коммутатор, первый и второй обратимые электроакустические преобразователи, согласованный фильтр, детектор, пороговое устройство, преобразователь временной интервал цифровая величина, первый цифровой вычислитель обратной величины, первый цифровой сумматор и первое регистрирующее устройство, второе регистрирующее устройство, причем управляемые входы регистрирующих устройств соединены с выходом синхронизатора, и блок постоянной памяти, соединенный с входом синхронизатора, .отличающийся тем, что , с целью увеличения точности измерения и расширения функциональных возможностей, он снабжен последовательно соединенными вторым цифровым сумматором, входом соединенным с выходом преобразователя временной интервал - цифi ровая величина, вторым цифровым вычислителем обратной величины и цифW ровым множительным устройством, вторым входом соединенным с выходом синхронизатора, а выходом - с входом второго регистрирзтощего устройства, счетчиком, входом, соединенньм с выходом синхронизатора, а выходом с вторым входом синхронизатора и третьим входом цифрового множитель00 ного устройства. ;о 00