ОДИОКАНАЛЬНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕРЖИДКОСТИ Советский патент 1968 года по МПК G01F1/66 

Известны устройства для ультразвукового контроля жидкостей в трубопроводах. Недостатком их является необходимость изготовления акустического измерительного преобразователя в виде отдельной вставки, врезаемой в магистральный трубопровод. Такое нарушение сечения трубопровода в ряде практических случаев нежелательно. Кроме того, в существующих устройствах имеет место паразитная связь между селекторными и модуляторными усилителями.

В предложенном устройстве для повыщения точности звукопроводы выполнены в виде многогранника с зеркальноотражающими поверхностями, а к фазовому детектору подключены селекторные усилители.

На чертеже показана блок-схема одноканального ультразвукового расходомера.

Описываемый расходомер содержит пьезоэлементы У и 2, звукопроводы 3 и 4, задающий генератор 5, генератор 6 коммутирующих видеоимпульсов, модуляторные усилители 7 и 8, селекторные усилители 9 и W, амплитудные ограничители // и 12, оконечные каскады 13 и )4 и фазовый детектор 15.

Описываемое устройство работает следующим образом. Выход высоковольтного задающего генератора 5 соединен со входами модуляторных усилителей 7 и 5, на выходе которых подключены соответствеино пьезоэл-емент / с

селекторным усилителем 9 и пьезоэлемент 2 с селекторным усилителем W. Кроме того, модуляторные усилители 7 и 8 соединены с одним из выходов генератора 6 коммутирующих

видеоимпульсов, а с другим выходом этого генератора соединены селекторные усилители 9 и W.

К одному из входов фазового детектора 15 через амплитудный ограничитель //и оконечный каскад 13 подключен селекторный усилитель 9, а к. другому - через амплитудный ограничитель 12 и оконечный каскад 14 селекторный усилитель 10.

Длительность коммутирующего видеоимпульса в такте приема выбрана меньще минимального времени распространения ультразвуковой волны в акустической системе: пьезоэлемент /, звукопровод 3, стенка трубопровода -

поток жидкости - стенка трубопровода - звукопровод 4, пьезоэлемент 2. Излучение обоими пьезоэлементами, возбуждаемыми высокочастотными прямоугольными пакетами модулирующих усилителей, прекращается до того,

как передний фронт ультразвукового пакета поступит на противоположный пьезоэлемент. Принятые пакеты ультразвуковых сигналов, имеющие фазовый сдьиг, пропорциональный расходу контролируемой жидкости, преобразукеты электрического напряжения с тем же сдвигом фаз.

Селекторные усилители, управляемые видеоимпульсами генератора 6, усиливают и отделяют принятые сигналы от возбуждающего напряжения модуляторных усилителей. Селекторные высокочастотные пакеты ограничиваются по амнлитуде ограничителями .11 и 12, усиливаются оконечными каскадами 13 и 14 и со стабильной амплитудой поступают на фазовый детектор 15, выходное напряжение которого пропорционально контролируемому расходу и служит для регистрации. Угол излучения в звукопроводах выбирается из условия получения требуемой фазовой чувствительности -расходомера и устанавливается не более второго критического угла падения.

Звукопроводы выполнены в виде многогранника с зеркально-отражающими поверхностями из твердого материала, обладающего пониженной скоростью распространения ультразвука и повышенным коэффициентом затухания.

Бла одаря применению амплитудных ограничителей исключается зависимость показаний расходомера от амплитудных изменений сигнала, а включение между фазовым детектором и селекторными усилителями оконечных каскадов и амплитудных ограничителей снимает паразитную обратную связь между селекторными усилителями.

Предмет изобретения

Одноканальный ультразвуковой расходомер жидкости, например нефти или нефтепродуктов, содержащий два пьезоэлемента со звукопроводами, высокочастотный задающий генератор, генератор коммутирующих видеоимпульсов, модуляторные и селекторные усилители и фазовый детектор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в нем звукопроводы выполнены в виде многогранника

с зеркальноотражающими поверхностями, а к фазовому детектору через амплитудные ограничители и оконечные каскады подключены селекторные усилители.