Способ измерения расхода Советский патент 1987 года по МПК G01F1/66 

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода жидкостей и газов.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие способ.

Устройство содержит акустический канал 1, коммутатор 2 и усилитель-формирователь 3, образуюндие схему синхроколыда. К отдельному выходу усилителя-формирователя 3 подключен вход импульсного умножителя 4 частоты, выход которого соединен с входами элементов 5 и 6, реализующих логическое И. Другие входы элементов 5 и 6 соединены с противофазными выходами а и б генератора 7 строб-импульсов. Управ- ляюихий вход коммутатора 2 подключен к одному из выходов генератора 7 (на схеме - к выходу а). Выход элемента 5 соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 8, а выход элемента 6 - с вычитающим входом того же счетчика. Выходы разрядов счетчика 8 подключены к информационным входам приемного регистра 9, выходы которого соединены с цифровым индикатором 10. Дополнительный выход в генератора 7 соединен со считывающим входом регистра 9 и через схему 11 задержки - с входом установки нуля счетчика 8.

Сущность способа заключается в периодическом изменении посредством коммутатора 2 относительного направления ультразвуковых импульсов и контролируемого потока в акустическом канале 1 и определении расхода по разности частот следования импульсов синхрокольца по потоку и против него. Переключение коммутатора 2 производят в моменты, равные 0,25 и 0,75 цикла измерения, а также по окончанию каждого цикла. Запись в регистр 9 информации о расходе производят по окончанию каждого второго цикла с целью попарного усреднения результатов измерения.

Способ осуществляют следующим образом.

При включении питания запускается усилитель-формирователь 3 и выдает короткий имнульс через коммутатор 2 на пьезо- элемент, излучающий при этом ультразвуковой импульс в область канала 1,заполненного контролируемой средой. Дойдя до про- тивоположнго пьезоэлемента, импульс преобразуется в электрический, который, поступив через коммутатор 2 на усилитель-формиро0

5

0

5

0

5

0

5

0

ватель 3, вновь запускает его. Затем процесс повторяется.

Для измерения разности частот импульсы усилителя-формирователя 3, умноженные по частоте следования умножителем 4, подаются на стробируемые посредством элементов 5 и 6 входы реверсивного счетчика 8. Выдача строб-импульсов генератором 7 производится согласно диаграммам на фиг. 2 в соответствии с выщеописанным алгоритмом переключения коммутатора 2. Противофазные строб-импульсы генератора 7 попе- ременно открывают элементы 5 и 6 для прохождения умноженных импульсов с синхрокольца на счетчик 8. Кроме того, строб- импульсы управляют коммутатором 2 таким образом, что во время излучения ультразвуковых импульсов по потоку открыт элемент 5, а при излучении против потока - элемент 6. Поэтому при движении контролируемой среды на суммирующий вход счетчика 8 за время строба поступает несколько больше импульсов, чем на вычитающий. Разность числа этих и.мпульсов накапливается на счетчике 8. Для фиксации данной разности, соответствующей искомому расходу, усредненному за пару циклов измерения, генератор 7 формирует и выдает на дополнительный выход в импульсы по окончанию кажд,ого второго цикла измерения. Этими импульсами производится запись разностного числа со счетчика 8 в регистр 9, а также (после задерлски на 1-2 икс в схеме 11 задержки) - на сброс счетчика 8. Периодическая информация о расходе с регистра 9 высвечивается на индикаторе 10.

Преимущество предлагаемого способа (по сравнению с известными) состоит в практически полном исключении влияния межтактовой асимметрии на результат измерения расхода, если скорость звука представляется многочленом второй степени, что увеличивает длительность измерительного строба и, как следствие, обеспечить бoльцJyю чувствительность измерения.

Формула изобретения

Способ измерения расхода, заключающийся в излучении ультразвуковых импульсов вдоль потока, периодическом изменении относительного направления импульсов и потока в моменты, равные 0,25 и 0,75 цикла измерения разности частот синхрокольца по потоку и против него, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, после каждого цикла изменяют относительное направление импульсов и потока, а величину расхода определяют по среднему значению расхода в двух смежных циклах.

la

t

Фиг. 2

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство, реализующее способ, содержит акустический канал 1, коммутатор 2, усилитель- формирователь 3, умножитель 4. элементы 5 и 6, генератор 7 строб-импульсов, счетчик 8, приемный регистр 9, цифровой индикатор 10 и схему 11 задержки. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет исключить влияние межтактовой асимметрии на результат измерения расхода, если скорость звука представляется многочленом второй степени, что увеличивает длительность измерительного строба и обеспечивает больщуЮ чувствительность измерения. 2 ил. ю (Л 00 го О5 00 со го