Корреляционный расходомер Советский патент 1989 года по МПК G01F1/712 

1

: Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в приборах для измерения расхода различных сред.

I Цель изобретения - уменьшение по- грешности измерения корреляционного расходомера.

На фиг. 1 представлена блок-схема корреляционного расходомера, где в качестве первичных преобразователей «ЗШуктуаций характеристик потока выбраны ультразвуковые преобразователи на фиг. 2 - графики корреляционных функций детекторных сигналов, допол- Цительного сигнала и суммарная корреляционная функция,

; Корреляционньш расходомер содержи фа первичных ультразвуковых преоб- р азователя 1 и 2, установленных на фксированном расстоянии друг от дру ф на трубопроводе 3, выходы которых соединены с входами фазовых детекто- р|ов 4 и 5 соответственно, блок вычи- т)ания 6, прямой вход которого 7 сое- дмнен, с выходом детектора 4, блок суммирования 8, вход которого 9 сое- дИнен с выходом детектора 5, коррелометр 10, вычисляющий абсциссу макси- взаимокорреляционной функции, в|}соды 11 и 12 которого соединены с .выходами блока вычитания 6 и блока суммирования 8 соответственно, тай- MJep 13, выход которого подключен к инверсному входу 14 блока вычитания 6 и входу 15 блока суммирования В. Блоки суммирования и вычитания предназначены- для суммирования и вычитания напряжений и могут быть выполнены, например, с помощью операционных усилителей. В качестве таймера может служить один из выходов счетчика.

Корреляционный расходомер работает следующим образом.

При протекании потока по трубопроводу ультразвуковые первичные преобразователи 1 и 2, обнаруживают I Vp- булентности потока и на их выходах появляются модулированные по фазе си налы, которые после детектирования в фазовых детекторах поступают н блоки вычитания и суммирования соответственно .

С выхода таймера 13 на инверсный вход 14 блока вычитания 6 и вход 15 блока суммирования 8 поступает до- волнительный, сигнал,

В блоке вычитания 6 осуществляется вьгчитание по напряжению дополни

in 5

20 25 ЗО

35

40

5

тельного сигнала из детекторного, в блоке суммирования - сложение величины напряжений детекторного и дополнительного сигналов.

Дополнительный сигнал представляет собой меандр с периодом Т, равным удвоенной максимальной задержке 3 соответствующей минимальному измеряемому расходу:

С выходов блока вычитания 6 и блока суммирования 8 сигналы поступают в коррелометр 10, где происходит суммирование корреляционной функции детекторных сигналов (кривая 17, фиг.2) и корреляционной функции дополнительного сигнала-(кривая 16). Максимум корреляционной функции дополнитель- ,ного сигнала будет при задержке г MQKc При суммировании корреляционной функции детекторных сигналов с корреляционной функцией дополнительного сигнала максимум суммарной корреляционной функции (кривая 18) смещен относительно корреляционной функции детекторных сигналов в сторону уменьшения -расхода, что эквивалентно уменьшению измеренной скорости или, что то же самое, увеличению коэффициента расхода. Величина смещения тем больще, чем больше отношение амплитуды дополнительного сигнала к амплитуде детекторных сигналов. В области больших расходов амплитуда детекторных сигналов много больше, чем в области малых. Исходя из этого амплитуда дополнительного сигнала выбирается такой, чтобы смещение суммарной корреляционной функции было существенно лишь в области малых расходов. Таким образом, погрешность прибора в области малых расходов, вызванная нелинейностью коэффициента расхода в этой области, компенсируется за счет указанного смещения корреляционной функции.

Формула изобретения

Корреляционный расходомер, содержащий установленные на трубопроводе на фиксированном расстоянии друг от друга два ультразвуковых преобразователя, каждый из которых подключен к детектору, а также коррелометр, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, в него включены таймер, блок

14621104

суммирования и блок вычитания, при- вычитания соответственно, вторые вхочем выходы детекторов подключены к первым входам блоков суммирования и

ды которых подключены к выходу таймера, а выходы - к входам кор1}елометра.

вычитания соответственно, вторые входы которых подключены к выходу таймера, а выходы - к входам кор1}елометра.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в корреляционных расходомерах для уменьшения погрешности измерения. При протекании потока по трубопроводу 3 ультразвуковые первичные преобГЗ разователи 1 и 2, разнесенные по потоку, модулируются турбулентностями потока. После детектирования в фазовых детекторах 4 и 5 эти сигналы поступают на блоки вычитания 6 и суммирования 7, на другие входы которых подается дополнительньм сигнал в виде меандра с периодом, равным максимальной удвоенной временной задержке, соответствующей величине минимального измеряемого расхода. После сложения и вычитания основного детектированного и дополнительного сигналов сигналы поступают на входы коррелометра, который вычисляет абсциссу максимума взаимокорреляционной функции, изменяющейся пропорционально скорости (расходу) потока. В результате дополнительного сигнала максимум взаимокорреляционной функции смещается в сторону уменьшения расхода, чем компенсируется погрешность измерения из-за нелинейности коэффициента расхода в области малых расходов- 2 ил.г I I (t СЛ N , гу7Л Г7

Г8

дманс

Фиг.2