Корреляционный расходомер Советский патент 1981 года по МПК G01F1/70 

Изобретение относится к измерителям скорости потоков жидких, газообразных и других сред и может быть использовано для определения объемно го или массового расхода. Известен корреляционный расходомер, имеющий два преобразователя ско рости потока измеряемой среды, расположенных на некотором расстоянии друг от друга вдоль направления пото на, определяющий скорость потока по задержке Т сигнала v(t) с первого (по ходу потока) преобразователя, при котором взаимная корреляционная функция между задержанным с первого преобразователя и незадержанным сигн ом Va.(t) со второго преобразователя максимальна. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является измеритель скорости пройденного пути каким-либо материальным объектом, в частности жидкостью, газом и т.д. что позволяет рассматривать его в качестве расходомера. в известном устройстве реализует следукиций алгоритм Xi,i(ti,Ti,t,)lb HVllt-tl),(t-Ti)lx ), (1) где ti.Ti- времена задержки знакового сигнала ir,,ur«.Ci, лТ«Сг; SAiiVi(t), (1)- знаковые сигналы с аналогоцифровых преобразователей. На выходе усреднителя получают постоянное напряжение (t,ti,T,)dt, (2) О где Т - длительность измерительного цикла. Выходные сигналы генератора импульсов сдвига подаются на сдвиговый регистр до тех пор, пока R.,2 станет равным нулю, что соо.тветствует максимуму корреляционной функции, а задержка сигнала - измеряемой величине - скорости материального объекта. Однако устройство успешно выполняет свои функции только в случае отсутствия у корреляционной функции побочных максимумов. Если корреляционная функция имеет побочные максимумы, то им соответствуют побочные нулевые точки вторичной знаковой корреляционной функции, что обуславливает неоднозначность показаний корреляционного расходомера. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей расходомера путем исключения неоднозначност определения максимума корреляционной функции, имеющий побочные максимумы. Поставленная цель достигается тем что в известную схему дополнительно введены i сХем вычитания,а также i схем перемножения,практически i 4-7. Сдвиговый регистр имеет (п + i) разрядов и 2 i выходов, соединенных со схемами вычитания. В момент измер ния t к каждой схеме вычитания подсоединена определенная пара выходов соответственно с (п + i) и (п - i) разрядами, где i 1, 2, 3..., а выходы схем вычитания через схемы умножения, вторые входы которых соединены через-аналого-цифровой преобразователь со вторым преобразователе характеристик потока, соединены с входами сумматора. В этом случае критерием достоверности результата измерения и однозначности отсчета является проверка симметричности взаимокорреляциоиной функции при наличии нулевой точки вторичной знаковой функции одной и т же реализации. На чертеже приведен пример функциональной схемы предлагаемого корре ляционного расходомера при (для упрощения схемы). Корреляционный ра ходомер содержит участок трубопровода с преобразователями 1 и 2, преобразующими характеристики кагйнх-либо СВОЙСТВ потока (плотность, температура, прозрачность и т.д.) в пропорциональные электрические сигнгшы Vi(t) и Vj(t), аналого-цифровые преобразователи 3 и 4, сдвиговый регист 5, cxeivsa 6-8 вычитания, схемы 9-11 перемножения, сумматор i2, фильтр 13, генератор i4 импульсов сдвига, блок 15 поиска максимума корреляцион ной функции. Расходомер работает следующим образом. При движении потока измеряемой среды по трубопроводу на выходах пре образователей 1 и 2 образуются сигналы V(t) и /2(t), которые после Фо мирования в схемах 3 и 4 поступают в в.иде SAnV,,(t) и (t) соответственно на входы регистра 5 и на вто ры входы схем 9-11 перемножения. На выходе блока 15 поиска максимума,представлякнцего собой генератор частота которого периодически изменя ется от нуля до максимального значения (f n,qx), соответствующего максима ному расходу среды, импульсы сдвигающие информацию в регистре 5 (линии задержки) с переменной ;короСТЬЮ.i При этом на выходах схем 6-3 обазуются сигналы по выражению Xi(tl,ti,T,b5AHVi(t-Ci)-5AHV-,(t-Tt1, (3) де ti ( - г) ц t, Ti - (i +n)At 4t f ; f - частота сигнала на выходе блока 15.. а выходах схем 9-11 сигнал описывается выражением (1) при указанных знаениях -f и fiB выражении (3) , а на ыходе фильтра выражением (2). При определенной частоте о на ыходе блока 15, корреляционная функия достигает максимума. момен-. у соответствует 0. Начиная с этого момента сигналы с выхода генератора импульсов сдвига (он же преобразователь напряжение-частота) управляют сдвиговым регистром 5. БЛОК 15 поиска максимума при этом отключается. . В случае если R,j О, то частота на выходе преобразователя 14 изменяется так, что R,. Таким образом, система обратной с связи следит за максимом корреляционной функции по условию ft41 0. Выражение О будет только в случае выхода на истинный максимум корреляционной функции. таким образом, исключается неоднозначность результата измерения и повышается достоверность измерения. Формула изобретения Корреляционный расходомер, содержащий два преобразователя характернотик потока, соединенных соответственно с двумя аналого-цифровыми преобразователями, первый из которых соединен через сдвигающий регистр, связанный с блоком поиска максимума и генератором импульсов сдвига и схему вычитания/ со схемой перемножения, а второй 1ёрез схему перемножения, сумматор и фнльтр с генератором импульсов сдвига, отличающийся тем, что, .с целью расширения функциональных возможностей расходомера, в него дополнительно введены I схем вычитания, а также схем перемножения, при этом сдвиговый регистр имеет (п +: i) разрядов и 2 i выходов, соединенных со схемами вычнтання,- причем, к Ксикдой схеме вычитания подсоединена соответствукйцая пара выходов соответственно с(п+1)и(п-1) разрядами, где 1 1,2,3..., а выходы схем вычитания через схемы умножения, вторые входы которых соединены через анёшого-цифровоя преобразователь с6 вторым преобразователем характеристик потока, соединены с вводами сумматора.