Устройство для измерения скорости газовоздушных потоков Советский патент 1992 года по МПК G01F1/00 

Л3 /Л,

уу/ яхххххЧхх x x x Np J22

Изобретение может быть использовано для измерения скорости газовоздушных потоков. Цель изобретения - повышение точности и чувствительности измерения скорости газовоздушных потоков - достигается за счет компенсации сигнала помехи, обусловленного распространением волн по корпусу анемометрического канала При измерениях в блоке 8 осуществляют вычитание из сигнала приемного преобразователя 2 отформированного на выходе фазовращателя 10 сигнала-помехи. 1 ил.

/// S t .

1

J

4 х|

ел

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости газовоздушных потоков.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения СКОРОСТИ газовоздушных потоков.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для измерения скорости газовоздушных потоков.

Устройство содержит излучающий 1 и приемный 2 пьезокерамические кольцевые преобразователи, установленные в анемо- метрическом канале (волновод) 3, акустические прокладки 4 и 5, расположенные между преобразователями и корпусом, и времяиз- мерительный блок 6. Последний включает в себя генератор 7, выход которого соединен с излучающим преобразователем 1, сумматор 8, один вход которого подключен к приемному пьезокерамическому преобразователю 2, другой его вход - через последовательно соединенные делитель 9 напряжения и фазовращатель 10 к генератору 7.

Выход сумматора 8 и генератора 7 подключены соответственно к усилителю 11 и первому входу фазового детектора 12. Выход усилителя 11 соединен с вторым входом фазового детектора 12, а выход последнего подключен к индикатору 1.3.

Устройство работает следующим обра- зом.

Генератор 7 вырабатывает синусоидальное напряжение Acoswt, которым возбуждается излучающий преобразователь 1. Излучающий преобразователь 1 излучает проходящий по анемометрическому каналу 3 газовоздушный поток, акустические волны, время распространения которых к приемному преобразователю 2 зависит от скорости газовоздушного потока. Принятая приемным преобразователем 2 акустическая волна преобразуется в электрические колебания вида A cos(wt + р, где р - информативный параметр, характеризующий скорость газоводушного потока. Кроме по- лезного сигнала A coswt приемный преобразователь 2 принимает акустическую волну, распространяющуюся от излучающего преобразователя по корпусу измерительного канала. Акустические изоляторы-прокладки 4 и 5 способны лишь частично погасить эту волну. Корпусная волна, являющаяся помехой, также преобразуется приемным преобразователем в электрические колебания.

Сигнал-помеху представим в виде Bcos(wt + д}. Амплитуда В и фаза д сигнала

помехи определяются экспериментально. Значения Вид являются постоянными велг чинами для данного датчика. Таким образом, с приемного преобразователя на один из входов сумматора поступает сигнал, равный сумме двух сигналов; A coswt + Bcos(wt + д ). Сигнал Acoswt с выхода генератора 7 поступает на делитель 9 напряжения. Коэффициент деления выбирается равным В/А. Делитель является пассивным звеном и,- следовательно, сигнал на его выходе можно записать так: Acoswt В/А Bcoswt. Фазовращатель 10 сдвигает фазу сигнала Bcoswt на (л+ д) радиан. Таким образом, с выхода фазовращателя 10 на второй вход сумматора 8 поступает сигнал Bcos(wt47r+ д) -Bcos(wt - д ). Получим на одном входе сумматора сигнал A cos(wt + y)+ Bcos(wt+ д а на другом входе сигнал -Bcos(wt + д). Окончательно имеем на выходе сумматора 8 сигнал следующего вида:

A1cos(wt + р ) + Bcos(wt + д ) - Bcos(wt + д) A1cos(wt + у ).

Из этого выражения видно, что исключается влияние сигнала-помехи, обусловленного распространением волн по корпусу измерительного канала.

С выхода сумматора 8 сигнал A1cos(wt + р ) поступает на усилитель, где происходит усиление его амплитуды до значения, равного амплитуде сигнала, снимаемого с генератора 7. Фазовый детектор 12 сравнивает фазы принятых сигналов и вырабатывает постоянное напряжение,, пропорциональное разности фаз, которое фиксируется индикатором 13.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости газовоздушных потоков, содержащее волновод, генератор, подключенный к излучающему преобразователю, приемный преобразователь, подключенный к первому входу фазового детектора, усилитель, индикатор, соединенный с выходом фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, устройство снабжено сумматором, делителем напряжения и фазовращателем, при этом первый вход сумматора подключен к приемному преобразователю, а второй вход сумматора подключен через последовательно соединенные делитель напряжения и фазовращатель к выходу генератора, подключенного к второму входу фазосого детектора, а выход сумматора подключен к входу усилителя.