Ультразвуковой однокальнальный расходомер Советский патент 1977 года по МПК G01F1/66 

1

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к устройствам, используемым для измерения расходов жидких сред, в частности пульсирующих и быстропеременных потоков.

Известен ультразвуковой одноканальный расходомер по авт. свид. N° 523285, содержащий два управляемых импульсных генератора, соединенных через ключи с преобразователями, схему управления частотой и измеритель разности частот. Схема управления частотой содержит триггер со счетным входом, соединенным с выходами генераторов. Оба выхода триггера соединелы с входами опорного сигнала временного селектора, изме;рительный вход которого соединен с преобразователями, а оба выхода селектора черёз интеграторы соединены с управляющими входами генераторов.

Такой расходомер измеряет среднее значение объемного расхода жидкости и не реагирует на быстрые изменения расхода относительно его среднего значения, в результате чего при измерениях возникают дополнительные ногрещности.

Для повышения точности измерения быстропротекающих и пульсирующих расходов жидкости в предлагаемый зльтразвуковой оДноканальный расходомер введены две схемы ИЛИ, интегратор, дифференцирующее устройство и два измерительных блока, один из которых подключен непосредственно, а другой - через дифференцирующее устройство к выходу интегратора, входы которого, в свою

очередь, соединены через схемы ИЛИ и ключ с выходами временного селектора.

На чертеже представлена блок-схема описываемого расходомера, содержащего два управляемых импульсных генератора 1 н 2,

соединенных через ключи 3 и 4 с ультразвуковыми преобразователями 5 и 6. Схема управления частотой генераторов выполнена в виде триггера 7 со счетным входом, соединенным с выходом генераторов, и временного

селектора 8, входы опорного сигнала которого соединены с выходами триггера 7. Измерительный вход селектора 8 через ключ 9 соединен с преобразователями 5 и 6, а выходы селектора через ключ 10 п интеграторы 11

и 12 соединены с управляющими входами генераторов 1 и 2. Расходомер включает в себя также формирователь 13 зондирующих импульсов, усилитель-формирователь 14 принятых сигналов, измеритель 15 разности частот

и коммутирующее устройство 16, управляющее работой ключей. Дополнительно введенный в расходомер интегратор 17 с постоянной времени, много меньщей, чем у интеграторов И и 12, соединен через схемы ИЛИ 18 ц 19

и ключ 20 с выходами временного селектора

8. К выходу интегратора 17 подключены два измерительных блока 21 и 22, один из которых соединен с интегратором через дифференцирующее устройство 23.

Расходомер работает следующим образом. При цикле измерения в одном направлении, например по потоку (что достигается соответствующей коммутацией ключей), импульсы генератора 1 поступают на вход триггера 7. От положительного перепада с одного плеча триггера срабатывает формирователь 13. Кроме этого, перепады с обоих плеч триггера поступают на входы опорного сигнала селектора 8. После прохождения через измеряемую жидкость импульсы подаются на измерительный вход селектора. Амплитуда импульсов на выходе селектора зависит от длительности временного интервала между опорным и принятым импульсами. После интегрирования сигналы с селектора поступают на управляющий вход генератора, причем период следования импульсов изменяется пропорционально времени прохождения ультразвукового импульса по потоку. Аналогично схема работает при следующем цикле измерения, т. е. против потока. Разность частот следования измеряется измерителем 15.

При наличии пульсации расхода жидкости относительно его среднего значения ноявляется временной сдвиг между опорным и принятым сигналами. Поэтому на выходах временного селектора 8 импульсы будут иметь разную длительность. Коэффициент передачи

системы выбирается таким, чтобы это изменение длительности импульсов не влияло на работу интеграторов И и 12. Поэтому импульсы с выходов селектора 8 через ключ 20 и схемы ИЛИ 18 и 19 подаются на входы интегратора 17, постоянная времени которого выбирается много меньшей, чем у интеграторов 11 и 12. Па выходе интегратора 17 появляется ступенчатое напрялсение, которое подается на измерительный блок 21, где преобразуется, например, в частоту повторения импульсов. С другого выхода интегратора 17 постоянное напряжение подается на дифференцирующее устройство 23, сигнал на выходе которого будет пропорционален изменению во времени расхода жидкости. Это позволяет с помощью измерительного блока 22 измерять амплитуду и частоту пульсаций расхода жидкости.

Формула изобретения

Ультразвуковой одноканальный расходомер по авт. свид. № 523285, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения быстропротекающих и пульсирующих расходов жидкости, в него введены две схемы ИЛИ, интегратор, дифференцирующее устройство и два измерительных блока, один из которых подключен непосредственно, а

другой - через дифференцирующее устройство к выходу интегратора, входы которого, в свою очередь, соединены через схемы ИЛИ и ключ с выходами временного селектора.