Одноканальный ультразвуковой расходомер Советский патент 1982 года по МПК G01F1/66 

1

Изобретение относится к приборостроению, а именно к ультразвуковым контрольно-измерительным приборам, и может быть использовано для измерения расхода жидкостей.

Известен одноканйльный ультразвуковой расходомер, содержащий преобразователь с двумя пьезоэлементами, коммутатор, генератор импульсов, усилитель с линией задержки, умножитель частоты, смеситель, частотомер, интегрирующее звено, генератор синусоидальных колебаний с варикапами в колебательном контуре, амплитудный детектор и выходное устройство 11.

Однако известное устройство не обладает высокой точностью.

Наиболее близким к предлагаемому является одноканальный ультразвуковой расходомер, содержащий ультразвуковой преобразователь с двумя пьезоэлементами, соединенными через переключатель направления излучения с генератором импульсов и усилителе.

ВЫХОД которого подключен к генератору импульсов, умножитель, кварцевый ге- нератор, делитель частоты, формирователь импульсов запирания, ревер- сивный счетчик,запоминающее устройство и выходное устройство, причем выход умножителя подключен к c4eTHOiJiy входу реверсивного счетчика, выход которого через запоминающее устройство подключен к выходному устройству,

10 выход кварцевого генератора через делитель частоты подсоединен к переключателю, формирователю импульсов запирания, реверсивному счетчику и запоминающему устройству, а выход

15 делителя частоты подключен через фофмирователь импульсов запирания к ре версивному счетчику t2l.

Известное устройство, обеспечивая повышение точности за счет иск20лючения зависимости выходного резул тата измерения от скорости звука, все же имеет погрешность измерения, определяемую соотношением расстоя39ния между пьезоэлементами и коэффциентом ctj , где t - задержка импульсов в электрических цепях. Цель изобретения - повышение точ ности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее ультразвуковой преобразователь с двумя пьезоэлементами, соединенными через переключатель направления излучения с генератором импульсов и усилителем, делитель частоты, под ключенный к переключателю направления излучения, кварцевый генератор, вычитающее и выходное устройство, введены линия задержки, кодирующее устройство и сравнивающее устройство, причем линия з.адержки включена между выходом усилителя и входом генератора импульсов, второй выход которого подключен к входу делителя частоты, входы кодирующего устройст ва подключены к выходам кварцевого генератора и делителя частоты соответственно, а его выход через вычитающее и сравни в акхцее устройства подключен к выходному устройству. На чертеже представлена блок-схе ма расходомера. Расходомер состоит из преобразователя 1 с двумя пьезоэлементами 2 и 3, соединенными с генератором импульсов и усилителем 5 через электронный переключатель 6 направлени излучения ультразвука, линии 7 задержки, делителя 8 частоты, кодирую щего устройства 9, кварцевого генератора 10, вычитающего устройства 11, сравнивакйцего устройства 12 и выходного устройства 13. В электронноакустической цепи, состоящей из генератора k импульсов, преобразователя 1 с пьезоэлементами 2 и 3, усилителя 5 и линии 7 задержки, возникает последователь ность импульсов, которая при излучении по потоку жидкости определяет ся периодом C.V.cosoC- b и при излучении против1 потока -r-v ГГ ГТТБ52 где V - средняя скорость потока жид кости; С - скорость звука в неподвижно жидкости; 4 1 - расстояние мe)kдy пьезоэлементами;сС - угол между направлением ультразвукового луча и осью трубопровода; время задержки сигналов в линии задержки между усилителем и генератором импульсов. Введение линии задержки, обеспечивая существенное уменьшение основной погрешности расходомера, вносит незначительную дополнительную погрешность при изменении скорости звука в контролируемой среде. Величина этой погрешности определяется соотношением величин Ctj и f (Направление излучения изменяется с периодичностью, которая задается генератором i импульсов через делитель 8 частоты с коэффициентом деления N). Импульсы с генератора 10 поступают на кодирующее устройство 9, в котором с помощью этих импульсов длительности тактов переключения преобразуются в числа, равные излучении по потоку и NfT-v при излучении против потока. Частота f кварцевого генератора 10 выбирается в зависимости от требуемой разрешающей способности расходомера. В момент срабатывания переключателя 6 число с выхода кодирующего устройства 9 поступает на вычитающее устройство 11, где из него вычитается постоянное число, равное произведению ,. Таким образом, за два такта работы переключателя вычитающим устройством формируются два числа W N(TW- tj) (3) и Z N(T-v- tj). . (4) Дальнейшие арифметические операции с этими числами выполняются в сравнивающем устройстве 12, на выходе которого формируется разность -L J пропорциональная измеряемому расходу. Полученный результат передается на выходное устройство для дальнейшего преобразования в унифицированный сигнал или используется для непосредстаенной цифровой индикации. В случае преобразования полученного цифрового результата в унифици