УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА ЖИДКИХ СРЕД Советский патент 1971 года по МПК G01P5/24 G01F1/66 

Данное изобретение может найти применение в металлургической, химической, авиационной и других отраслях народного хозяйства для контроля скорости потока жидких сред.

Известные ультразвуковые способы измерения скорости потока жидких сред требуют встройки акустического измерительного преобразователя в разрез трубопровода путем фланцевого соединения и, кроме того, они не обеспечивают достаточной чувствительности при контроле потоков в трубопроводах малого диаметра.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить контроль скорости потока с требуемой чувстБительностью без нарушения трубопровода и отличается от известных способов тем, что приемники перемещают вдоль трубопровода, принимают п-ые отражения ультразвуковой волны от стенок трубопровода, измеряют разность фаз (времени) этих отрал ений и по этой разности судят о скорости потока, при этом количество отражений устанавливают в соответствии с требуемой чувствительностью и диаметром трубопровода.

Сущность предлол енного способа заключается в следующем (применительно к изменению разности времени распространения).

рон возбуждаются продольные ультразвуковые волны, которые в стенках трубопровода трансформируются в поперечные волны. Последние на внутренней поверхности трубопровода снова трансформируются и вводятся в поток в виде продольных ультразвуковых волн по направлению потока и против него.

После многократного углового отражения в контролируемой среде от стенок трубопровода волны, прошедшие поток по его направлению и против него, принимаются в волноводах на противоположных сторонах трубопровода. В волноводы приемников ультразвуковые колебания, прошедшие поток, поступают после дополнительной двойной трансформации из продольных в поперечные и снова в продольные.

Время распространения т центрального луча принятой волны по направлению потока зависит от времени распространения в волноводах Тв и в стенках трубопровода Тс, а также от диаметра D, скорости ультразвука С в потоке и средней скорости потока V:

D VsinaN

- « +

)

Ci - скорость распространения ультразвуковой волны в волноводе п - номер многократного отражения ультразвуковой волны внутри трубопровода;

Ваг - поправочный акустико-гидродинамический коэффидиент, учитывающий влияние гидродинамического сопротивления.

Выражение для времени распространения волны против направления потока отличается знаком плюс перед вторым слагаемым в скобках его правой части.

Измеряя разность Дт времени распространения многократно-отраженных внутри трубопровода ультразвуковых волн, которая определяется выражением

+ 1Г - - можно с более высокой точностью, по сравнению с известными способами, определить контролируемую скорость .потока, не нарушай трубопровода. Точность повышается за счет 2 - п-кратного отражения и, соответственно, в (2п+0 рэз большего прохождения пути волной ;в контролируемол потоке.

Предмет изобретения

Ультразвуковой способ измерения скорости потока жидких сред в трубопроводах гидросистем с помощью ультразвука, заключающийся Б измерении разности фаз (времени) двух волн, распространяющихся по направлению и против потока, отличающийся тем, что, с целью изменения чувствительности измерения, приемники перемещают вдоль оси трубопровода, принимают л-ые отражения ультразвуковых волн от стенок трубопровода, измеряют разность фаз (времени) этих отражений и по этой разности судят о скорости потока, при этом количество отражений устанавливают в соответствии с требуемой чувствительностью и диаметром трубопровода.