Корреляционный расходомер двухфазных сред Советский патент 1981 года по МПК G01F1/712 G01P5/22 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может использоваться в системах автоматического контроля измерения объемного, рас ход а двухфазных сред, например газожндкостных смесей.

Известно устройство корреляционного рвсход я 1ера двухфазных сред, содержащее два первичных преобразователя, бпок регулируемой задержки, множительное устройство, ннтетратор и экстремальный регулятор, со«аннвнный с блоком регулируемой аапержкн

Недостатком этого устройства является сложность схемы, обусловленная необходимостью вкстремального регулирования и высокая погрешность измерения.

Известен корреляциовнь1Й расходом двухфазных open содержащий два первичных прео(%)азоватвпя, два умножителя, блок регулируемой задержки, сов|дивейный с первым первичным преобразователем, вторым умиожятелем и через блок постоянной задержкя-с первым умножителем, а

вторые входы умножителей соединены с вторым первичным прео азовагелем, а их выходы сое«аинены с вычитакяцим устройсгвом, которое соединено с блоком регулируемой задержки через интегратор {2 ..

Недостатком этого устройства является сложность сх&лы и высокая погрешность измерения.

Цель изобретения - повыивние точности измерения объемного расхода путем упрощения схемы расходомера.

Поставленная цель достигается тем, что в корреляционный расходомер двухфазных сред, содержащий два первичных преобразователя, блок регулируемой за1$держки, два умножителя, соединенных с вычитающим устройством, которое через интеагратор соединено с блоксм регулиру&лой. задерней, введены два формирователя интервалов, при этом выход первого первичвого преобразователя соединен с ююдом второго формирователя временных интервалов, первым входом умножителя и входом первого формирователя временных интер вадов,выход котчэрого через блок регулируемой задержки соединен с вторым вхо дом ервогх умножителя, а выход ,в1чэро 145 перзичного преобразовагепя и выход второго формирователя временных интервалов соединены соответственно с первым и вторым входами второго умножителя. На чертеже изображена функциональная схема корреляционного расходомера двухфазных сред. Расходомер содержит первичные преобразователи средней плотности, включаю щие в свой состав радиоактивные источники I и 2, помещенные в аащитно-колли мирующие устройства 3 и 4, и блоки детекпфования 5 и 6 измерительного участ ка трубопровода 7, потоки гамма-квантов 8 и 9, формирователи временных интерва лов to и 11, блок регулируемой задержки 12, умножители. 13 и 14, вычитающее ус тройс тво .15, интегратор 16. Расходомер работает следующим образом. Потоки гамма-квантов 8 и 9 радиоактивных источников 1 и 2, сформированные устройствами 3 и 4, проходят через двухфазную среду и поступают на блоки детектирования 5 и 6, где преобра зуется в последовательность электрических импульсов, сформированных по ампли туде и длительности. Частота .следования импульсов связана экспоненциальной зависимостью со средней плотностью вещества в контролируемом объеме двухфазной среды. Последовательность импульсов с выхода блока детектирования 5 поступает на формирователи интервалов Ю и 11, представляющие собой двоичные счет чики импульсов с заданным.коэфициентом дeлeшiя. Длительность сформированного интервала обратно пропорциональна часто те сигнала первого первичного тфеобразователя. Сформированный таким образом импульс поступает на вход блока регулируемой задержки 12, в состав которого входит управляе 1ый генератор тактовой частоты и, задерживаясь на такт работы г енератора, поступает на вход умножителя 13, на второй вход которого поступают импульсы с выхода блока детектирования 5. Сигнал на выходе умножителя 13 пропорционален отношению частоты следования импульсов на выходе блока детектирования 5 в двух соседних тактах. Совместная работа второго блока детектирования 6, формирователя 11 и 8 14 умножителя 14 аналогична работе ск&л 5,10 и 13 с той лишь разницей, что инхронизация работы происходит с посщью тактового генератора с фиксировшшой частотой, а на выходе умножителя 14 получают сигнал, пропорциональный отношению выходных частот блоков детектирования 5 и 6. Отношение частот пропорционально квадрату прирашения средней плотности двухфазной среды. Поскольку средний квадрат разности однозначно связан с корреляционной функцией и отличается от нее наличием некоторой Постоянной составляющей, то сигналы на выходе умножителей 13 и 14 соответствуют значениям автокорреляционной функции сшпшла первого первичного рреобразователя и взаимно корреляционной функции сигналов первого и второго первичных преобразователей. Импульсы с умножителей 13 и 14 поступает на вычитающее устройство 15, с выхода которогчэ разность сигналов поступает на вход интегратора. Проинтегрированная разность сигналов поступает на вход блока регулируемой задержки 12, изменяя тактовую частоту генератора до тех пор, пока разность сигналов умножителей 13 и 14 не будут равна нулю. По величине регулируемой задержки в момент равенства нулю разности сигналов умножителей 13 и 14 судя г а значении объемного расхода двухфазной среды. В качестве источников гамма-41злученкя могут быть использованы радионуклиды на основе ,-241 или Сб-137 в зависимости от диаметра измерительного участка трубопровода и вида контролируемой двухфазной среды. БЛОКИ детекуирова1шясодержат спин- тялляционный кристалл, фотоэлектронный умножитель и фор 1ирователь импульсов по амплитуде и длительности. Формирователи интервала представляют собой двоичные счетчики импульсов с заданным коэффициентом деления. Блок регулируемой задержки вьшолнен в виде врй 1Я-«смпульсного делительного устройства, осуществляющего заполнение задерживаемого spevieHHoro интервала импульсами от вспомогательного ген атора, и управляемого генератора тактовой частоты, с помощью которого синхронизируется работа первого умножителя 13. Зкономический эффект от использования нзобретзхкя достигается за счет снижения в результате более точ