Ультразвуковой расходомер Советский патент 1978 года по МПК G01F1/66 

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения расхода жидкости.

Известны ультразвуковые расходомеры, содержащие акустический преобразователь и схему обработки сигнала 1.

Недостатком зтнх расходомеров является невысокая точность результатов измерений.

Наиболее близкое техническое решение к изобретению - ультразвуковой расходомер, содержащий акустический преобразователь, две схемы сиихрокольца, включающие последовательно соединенные усилитель, формирователь и генератор импульсов, схему управления, состоящую из генератора запуска и счетчика импульсов, выходами соединенных с триггером, к которому подключены две иары схем совпадепня, одна нз которых включена между генератором и формирователем импульсов каждого синхрокольца, а вторая - между формирователем имиульсов и измерителем временных интервалов.

Наличие погрешностей в таком расходомере обусловлено вариациями скорости ультразвука в материале звукоировода.

Цель изобретения-повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в предлагаемый расходомер введены линия задержки, третья пара схем совпадения и схема ИЛИ, входы которой соединены с выходом схемы совпадения второй иары и с генератором запуска, а ее выход соединен с входом линии задерл ки, выход которой через одну из схем совпадения третьей иары соединен с измерителем временных интервалов, вторая схема совпадения третьей иары подключена входами к выходу линии задержки и к триггеру, а выходом-к формирователю имиульсов второй схемы синхрокольца.

На чертеже показана функциональная схема расходомера.

Расходомер содержит акустический преобразователь 1 с двумя пьезоэлементами 2, 3, генераторы 4, 5 импульсов, схемы 6-

II совпадения, формирователи 12, 13 импульсов, усилители 14, 15 импульсов, счетчик 16 импульсов, триггер 17, генератор 18 запуска, схему ИЛИ 19, измеритель 20 временных интервалов и линию 21 задержки.

Расходомер работает следующим образом.

Имиульс с генератора 18 одиовременно поступает на формирователь 12, триггер i7 и через схему ИЛИ 19, линию 21 задержки с временем задержки т, схему 8 еовнадения иа формирователь 13 импульсов. При этом триггер 17 перебрасывается в состояние, При котором схемы 6, 8, 10 открыты, а схемы 7, 9, 11 закрыты. Сработав, формирователи импульсов (одновибраторы) соответственно через схемы 6, 10 совпадения запускают генераторы 4, 5 импульеов. С формирователя 13 импульс также поступает на счетчик 16 импульсов. Импульсы, излучеиные под углом ее к оси трубопровода пьезоэлементом 3 по потоку и ЛьезоЭьГгемептом 2 против потока, соответственно через время sin а (с + и COS а) sin я (е - V cos я) лостунают соответственно па пьезоэлементы 2 и 3. Разность времени Д/ прохождения ультразвуковых импульсов, направленных против потока, относнтельпо прохождения ультразвуковых импульсов, направленных по потоку, обусловле) скоростью потока и, ID cos s b.t t t, u+t, (3) sin я (с - yccsa) где с - скороеть ультразвука в измеряемой среде; D - диаметр условного прохода преобразователя. Поскольку c U-cos a, членом w cos-a в знаменателе выражения (3) пренебрегают, тогда Принятый пьезоэлеменгом 2 (3) импульс усиливается усилителем 14 (15) и запускает формирователь 12 (13), который через схему 6 (10) запускает генератор 4 (5). Генератор генерирует импульс, излучаемый пьезоэлементом 3 (2), счетчик 16 считает количество излученных пьезоэлементом 2 импульсов. По приходе п-го импульса счетчик 16 перебрасывает триггер 17 в состояние, при котором ехемы 6, 8, 10 совпадения (2) закрываются, а схемы 7, 9, 11 открываются. Принятые пьезоэлементами 2 и 3 импульсы усиливаются соответствеппо усилителями 14 и 15, формируются формирователями 12 и 13 импульсов и через схему 7 совпадения, схему ИЛИ 19, липию 21 задержки, схемы 9 и 11 совпадения поступают на измеритель 20, измеряюидий интервал времени Д/ лДг -- --- и . 1йЯС Формула изобретения Ультразвуковой расходомер, содержащий акустический Преобразователь, две схемы синхрокольца, включаюидие последовательно соединенные усилитель, формирователь и генератор импульсов, схему управления, состоящую из генератора запуска и счетчика импульсов, выходами соединенных с триггером, к которому подключены две пары схем совпадения, одпа из которых включена между генератором и формирователем импульсов каждого еинхрокольца, а вторая-между формирователем импульсов и измерителем временных интервалов, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения, в пего введены линия задержки, третья пара схем совпадения и схема ИЛИ, входы которой соединены с выходом схемы совпадения второй пары и с генератором запуска, а ее выход соединен с входом лннии задержки, выход которой через одну пз схем совпадения третьей пары соединен с измерителем временных интервалов, вторая схема совнадепия третьей пары подключена входами к выходу линии задержки и к триггеру, а выходом - к формирователю импульсов второй схемы синхрокольца. Иеточникп информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Биргер Г. И. и др.. Ультразвуковые расходомеры. М., «Металлургия, 1964, с. 62-65. 2.Авторское свидетельство СССР ЛЬ 428214, кл. G GIF 1/66, 1972.