Способ измерения скорости неоднородного потока вещества и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК G01P5/00 

О5 СП

р: tc

. 3

Изобретение относится к измери- teльнoй технике и может быть исполь- : овано для измерения скорости потока If расхода вещества (жидкостей, газов Сыпучих веществ), перемещаемых по Трубопроводам.

; Целью изобретения является исклю- ение погрешностей измерений за с|чет измерения физических свойств leinecTBa.

На фиг. Ги 2 представлены схемы 3;стройства.

Устройство для осуществления способа содержит датчик 1 фазовой скорости волн, включенный в частотозада- ни дую цепь генератора 2 и выполненный в виде объемного проточного резо ьатора 3 (фиг. 2) с двумя сквозными отверстиями (не показаны), располо- ленного вдоль потока. Устройство так- е содержит доплеровский датчик ско- .рости потока, выполненный в виде ;лередазощей антенны 4, подключенной к генератору 2 и согласованной через трубопровод 5 с приемной антенной 6. Входы смесителя 7 подключены к приемной и передающей антеннам. Выход смесителя 7 через блок 8.обработки под- кточен к индикатору 9.

I Устройство работает следующим об- р|азом.

i ерез сквозные отверстия в полос- Ti резонатора проходит поток контро- Л1руемого вещества. С целью устране- Н1Я нежелательного излучения подэе диненные к полости участки метал16156214

антенной 6. Принятые волны, частота которых изменена по сравнению с частотой зондирующих волн на величину , 5 Догшеровского сдвига частот f., поступают на первый вход смесителя 7. Па его второй вход подаются с генератора 2 волны с частотой f . Выходной низкочастотный сигнал с выхода 10 смесителя 7 подвергают далее статистической обработке в блоке 8, выходной сигнал которого, поступающий на индикатор 9, соответствует усредненной величине частоты f. , равной

- f 2fov4r с, f д cos 0

где V - скорость потока;

С - скорость зондирующих волн; го У - угол между направлениями волн и потока.

С помощью генератора 2 изменяют частоту fg , добиваясь условия инвариантности фазовой скорости V4. , т.е. 5 получают

о-1Г „

,-, - л. - const.

30

Для б 1 |о

с

(полый резонатор)

ОП - V г с

35

Следовательно,

с f on

i4ecKoro трубопровода 5 представляют собой запредельные волноводы Д.1Я частот колебаний, возбуждаемых В; резонаторе.

. Если вещество в потоке занимает п|)лость резонатора полностью, то час- тЬта fjj генерируемых колебаний

0

V

оп собственная (резонансная)

частота полого резонатора; С - диэлектрическая проницаемость.

Колебания с генератора 2, в час- тфтозадающую цепь которого включен датчик 1 фазовой скорости, поступают на передающую антенну 4. Излучае- Mble ею волны, частота которых, пропорциональна фазовой скорости волн в контролируемом веществе, перемещаемом по трубопроводу 5, принимаются

Таким образом, условие достижения инвариантности совпадает аналитичес- ки с выражением для собственной частоты колебаний резонатора, заполненного контролируемым веществом. Это подтверждает достижение в схеме (фиг. 2) независимости результата из- мерения f, т.е. скорости V, от изменений диэлектрической проницаемости контролируемого вещества (т.е. от изменений V и изменений физических свойств вещества, от которых зависит V). Способ реализуем аналогично и в акустическом варианте зондирующих волн.

Формула изобретения

1. Способ измерения скорости неод- 55 нородного потока вещества, перемещаемого в трубопроводе, заключающийся в зондировании потока электромагнитными волнами, приеме волн, рассеянных на неоднородностях вещества., и изме

Для б 1 |о

с

(полый резонатор)

ОП - V г с

35

Следовательно,

с f on

V .1

рении доплеровского сдвига частот зондирующих и рассеянных волн, отличающийся тем, что, с целью исключения погрешностей измере кий за счет измерения физических свойств вещества, измеряют фазовую скорость в контролируемом веществе и путем изменения частоты зондирующих волн поддерживают постоянным отношение значения частоты зондируемых волн к величине фазовой скорости а о скорости потока судят по частоте зондирующих волн.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что в качестве зондирующих волн используют акустические волны.

3.Устройство для измерения скорости неоднородного потока вещества, перемещаемого в трубопроводе, со156216

держащее генератор электрических колебаний, передающую и приемную антенны, смеситель, блок обработки и с индикатор, причем выход генератора подключен к передающей антенне и первому входу смесителя, второй вход которого подключен к выходу прием- ной антенны, а выход через блок обра- 10 ;ботки - к индикатору, о т л-и ч а

ю щ е е с я тем, что введен датчик фазовой скорости ус7 ановленный в трубопроводе и включенный в частотоза- дающую цепь генератора.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем,-что датчик разовой скорости выполнен в виде объемного резонатора с двумя сквозньми отверстиями, расположенными вдоль трубопровода.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости потока в трубопроводе. Целью изобретения является снижение погрешности за счет изменения физических свойств вещества. Колебания с генератора 2, в частотозадающую цепь которого включен датчик фазовой скорости, выполненный в виде объемного проточного резонатора 3, расположенного вдоль потока, подаются на передающую антенну 4. Излучаемые ею волны, частота которых пропорциональна фазовой скорости волн в веществе, перемещаемом по трубопроводу 5, принимаются антенной 6. Принятые волны, частота которых изменена по сравнению с частотой зондирующих волн на величину доплеровского сдвига, поступают на первый вход смесителя 7. На его второй вход подаются с генератора 2 волны с частотой зондирующего излучения. Выходной сигнал смесителя 7 подвергают обработке в блоке 8 и регистрации в блоке 1. Для достижения поставленной цели изменяют частоту зондирующих волн с помощью генератора 2 и достигают условия инвариантности фазовой скорости волн и собственной частоты колебаний резонатора, заполненного контролируемым веществом. 2 с, 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

Фиг1