Ультразвуковой расходомер Советский патент 1981 года по МПК G01F1/66 

1

Изобретение относится к ультразвуковым измерениям и может быть использовано для измерения расхода в нефтяной и газовой промышленности.

Известны ультразвуковые расходомеры, содержащие акустический преобразователь с жидкостными звукопроводами, дифференциальный, приемник, соединенный через дифференциальный усилитель с сервоприводом, генератор, масштабный и фазоизмерительный блоки 1.

Недостатком таких устройств является большая погрешность измерений из-за случайных или систематических изменений амплитуды излучаемйх сигналов ,

Наиболее близким к предлагаемому является ультразвуковой расходомер, содержащий генератор, соединенный с излучающим пьезопреобразователем, два приемных пьезопреобразователя, подключенные к соответствующим усилителям, первый и второй временные дискриминаторы, связанные с первым и вторым аналого-цифровыми преобразователями временного интервала, и блок цифровой индикации 2.

Недостатком этого устройства является большая погрешность измерений вследствие дрейфа нуля и изменения коэффициентов преобразования акустического преобразователя.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемый расходомер введены два дополнительных приемных пьезопреобразователя с третьим и

0 четвертым усилителями на выходе, третий аналого-цифровой преобразователь временного интервала, разностный временной дискриминатор, блок умножения кодов, блок деления кодов,

5 блок памяти кодов и блок выбора операций, при этом выходы первой и второй пары усилителей раздельно подключены к первому и второму входу первого и второго временного дискри0минатора, одни из выходов временных дискриминаторов подключены ко входс1М разностного временного дискриминатора, выход которого через третий аналого-цифровой преобразователь под5соединен к первому входу блока деления кодов, второй вход которого соединен с выходом блока-умножения кодов, первый и второй входы которого подк.пючены соответственно к выходам 0 первого и второго аналого-цифровьзс прео6ра;зователей врезмеимого интерло ла, подключенных своими в ;одам51 ко вторым выходгхм временных дис срнг1и-наторов, третий вход блокг) умиожения кодоа соединен с иыходом бдока памяти кодов, а чспввртый пход подключен к перво.му выходу выбора операций, иторой выход Ko.opa:i.o соединен с третьим входом блокгх деления кодов, выход KOTopoio подключен к блоку цифровоЧ ннднкацни, а вход блока выбора оперЛЦ -); подсое.,.; йен к выходу генератора. На чертеже и;,п:1бражена CTpyicTypiia схема предлагаемоj.o ультразву..озсио расходомера. Расходомер содержит IeiiQpaTop , СОеДИНеПНЫЙ с КЗЛучакидиМ ПЬй:Л;П-р:50 разонатйЛвм 2, ni VicMiUje bn:; oiipo-обраэойателя 3, i и 3, d, у:-кп г :о.пк 1, 8 и 9, 1.0, Г).Й И ni,jp(vi iipi.;мемвые дискриммн;гго;.|Ы 1, п 1. :, р,-)-НООТНЫИ .OpOMOHHCiil ,.UK:U 1.)1:Л-1;-1И: Г1р 1 J . первый Si лторойл,||«.(кя. IU.H образователи 14м ,Ь преме11ио.го интервала, чретмйам;:11 огч,)-ми|фр .|. uj образоваггаль 1 6Г)ромен1--:иг:: .repb-i..u блок 17 умножения ..И, :л)Д.)К ,10 , лення КО.ЦО1,, блох 19 и. кодся), елок 10 в ;1бот;)а оиерспщй vt о.;ок /:: ци роиой )-1 - ликацни. Вглходы каз,д)й napi. усиличчн.ие 7, В и 9, 10 р/л:з,1( кил)с)Пп.)0:Г1Ы к первому И jjTOpOMy входу ирсмапШ.чх днскриминаторов 11 и 1,2, O/.UJK лз в tiix о,цо 13 U ре м с н . jx ,;:r, и с к р н f-- и Il а ч -.j V 11 и 12 по,Ц1с.п1очен)Л ко axij.u-iM разно-стыого премепного диск5.;-1МИ 1а1ч.;)а 13, выход icoTOiJoro черся третий, ано лого-дифроноп, прообрайолатель 10 подсоединен к первому входу ti.noica 18делония кодои, второй а;{од к-оторого соедкиен с выхо.цом б,101-:а 7 умиожоиня кодов, iiepBurt н ;ггоуой входы которого ПОДК. СООТВОМ.ственмо к иыходеи- перво.го и .ч .горо.го аналог о - ц и Ф ро в ы к i р е о б р ci з о и а ч е .п е и 14 и 15 времениогО) интервала, под кпюченмыл своими входами ко вьзходам временных дискриминаторов 1 и12, третий вход блока 17 умножения кодера соб дннен с выходном блока 19памяти кодов, а четвертмй вход подключен к первому выходу б.пока 20 выбора операций, irropoli выход которого соединен с третьим входом блок 18 деления кодов, выход котохлого под ключен к блоку 21 цифровой индикации, а вход блока 20 выбора операци подсоединен к выходу генератора 1. Контролируомую среду пропускают по трубопроводу 22. Приемные пьезопрео разоиатели 3 и б установлешл на одинаковом . расстоянии от излучающего пьезопреобр зозателя 2, пьезопреобразователи 4 и 5 установлены также на, одинаковом расстоянии от пье зопреобразователя 2, но-большем, чем первая пара. Ультразвуковой расходомер работаслех У(01цим образом. от Ультраз 1:1 уковые сигналы, нзлучае3 передающим пьезоп-реобраэователем мы 2, принимаются с времеиньими сдви1амм г риемньа.1и. прозобразователими 3, 4 5 и б и усиливаются усилитал/чми 7, В, 9 . 10., С выходов усилителей 7 и В сигиалы поступают на гзходы вре меиного дискриминатора 11, f.a выко.цах .которого формируется временной инмчл.шал , „ у л1. - разиост.. -расстояний меясду п ь (J 3 о 11 р е о б р .) э о в а т о. л е м 2 и il;..ио;миым { Il.ьезоУ1реобрааоTjaro. 3 и f); У - cicopocTt. среды в трубопро15 оде 22; С -- с(.)роот). ультра-.вуковой . ii |;-рсдс; -i - yj-o.ri, образ..1.оаГи ый осью 1рубоирокода 22 и лучом, coe.aiJiui:iO. излучающий и гм.Ис:мм ле ггъезопреобразоваче.гщ. Сигп.;1.)1Ы с нихсдов усилите.пей 9 л 10 HOC.ryiKi.iQT ГК1. временного .и.мс}1:р1чмн лто|.)а .2, ; оторый вырабатыaser BpeMuHi-iofi интервал ,.. т . ...-.Jl.... )-- V - соТбс .иы с перных БЫХОДОЙ временных лиокримнначороь 11 и 12 поступают iia входы разностного временного дис :риминатора 13, вырабатывающего време 11 н ои н а т ер в а л (Т.,-Г5)-ЧТз С выхода разностного временного искриминатора 1.3 и со вторых выхоов временных дискриминаторов 11 и 12 полученные временные длительности с помощью аналого-цифровых преобаэовате.лей 14, 15 и 16 временного нтервала преобразуются в код. М, К(Ч--Тг) . :| NJ- к (1.3 -ТА ) Мз « ккт -т,)-(Тз-Т4) ) де К коэффициент преобразования аналого-цифровых преобразователей временного интервала. Затйм с помощью блока 20 выбора пераций, управляемого генератором , связанным также с излучающим пье- опреобразователем 2, осуществляютя арифметические операции в блоке 7 умножения кодов и блоке 18 деле ИЯ кодов. На выходе блока 17 умножения одов, входы которого связаны с

аналого-цифровыми преобразователями 14 и15, и блока 19 памяти кодов, определяется значение ..

Сигналы с выходов блока 17 и блока 16 поступают & блок 18 деления кодов, ка выходе которого формируется результат в виде

В блоке 21 цифровой индикация индицируется результат, в котором отсутствует фактор нестабильности скорость ультраэаукопой нолны в среде и дрейф нуля, вызва {ный изменением расстояния между излучателем и приемниками.

Точность предлагаемого ультразиукового расходомера составляет примерно 0,5%.

Формула изобретения

Ультразвуковой расходомер, содержащий генератор, соединенный с излучающим пьеэопреобразователем, два приемных пьезопреобраэователя, под-. ключенные к соответствующим усилителям, первый и второй временное дискриминаторы, связанные с ncjpijiiiM и вторым аналого-цифровыми преобразователями временного интервала, и блок цифровой индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в него введены два дополнительных приемных пьезопреобразователн с третьим и чет вертым усилителями на выходе, третий

аналого-цифровой преобразователь временного интервала, разностный времен ной дискриминатор, блок умножения кодов, блок деления.кодов, блок памяти кодов и блок выбора операций, при с этом-выходы первой и второй пары усилителей раздельно подключены к первому и второму входу первого и второго временного дискриминатора, один из выходов временных дискриминаторов подключены ко входам раэ.постного временного дискриминатора, выход которого через третий аналогоцифровой преобразователь подсоединен к первому входу блока деления кодов, второй вход которого соединен

5 с выходом блока умножения кодов, первый и второй входы которого подкл очсиы соответственно к выходам первого и второго сталого-цифровых преобразователей временного интервала, подключииных своими входами ко вторым выходам ар1- М«нны с дискриминаторов, третий нход блока умноже;;и.ч- ко,иолз cocAU neii с пыходом блока . памяти кодо53, п четвертый вход подключен к первому ныходу б;|ока выбора. опораций, второй пыход которого соединен с третьим входом блока деления кодов, выход которого подключен к блоку цифровой индикации, а вход

блока выбора операций подсоединен

к выходу генератора.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 322622, кп. GO F 1/66, 1971, 2 .Лзтоматнэация и телемеханизация нефтяной и химической промьииленностиУ 1975, № 5.

А Л

J U

ГЧ