Ультразвуковой расходомер Советский патент 1982 года по МПК G01F1/66 

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР

1

Изобретение относится к приборостроению, в частности к технике измере- . ния расхода жидких и газообразных сред.

Известны ультразвуковые расходомеры различных типов, основанные на зависимости времени прохождения ультразвукового имцульса от скорости движения среды .

Недостаток этих расходомеров заключается в дополнительных, погрешностях измерения расхода из-за зависимости показаний от скорости ультразвука в среде и ВЛИЯНИЯ реверберационных помех.

Более высокую точность позволяют обеспечить частотно-временные расходомеры, в которых используются два генератора с автоподстройкой частоты, причем отношение времени прохождения ультразвукового импульса по потоку и против потока к периоду колебаний соответствующего генератора поддерживается постоянным.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ультра-

звуковой расходомер, содержащий пару электрбакустических преобразователей, электронный блок с коммутатором, упра- вляемыми импульсными генераторами и измерителем разности частот 2.

Недостатком известного расходомера является наличие дополнительной погрети- ности, вызванной междутактовой асимметрией. Последняя обусловлена тем, что подстройка частот генераторов произво10дится в разных тактах коммутации. За емя такта изменяется величина скорости ультразвука, которая является функцией от температуры, давления концентрации и других физических параметров

15 среды.

- Цель изобретения - повышеиие точности путем компенсации междутактовой асимметрии.

Поставленная цель достигается тем,

20 что в расходомер введены дополнитель-ная аналогичная пара электроакустических преобразователей и электронный блок, а также блок суммирования частот и синхронизатор, причем входы блока суммирования подключены к выходам каждого измерителя разЕюсти частот, а выходы синхронизатора - к входам коммутаторов. На чертеже изображен предлагаемый расходомер. Расходомер содержит две пары электроакустических преобразователей 1.1, 2.1 и 1.2, 2.2. Пара 1.1 и 2.1 подключена к управляемым генераторам- 3.1 и 4.1 через коммутатор 5.1. Выходы гене раторов 3.1 и 4.1 подключены к измерителю 6.1 разности частот. Пара электро акустических преобразователей 1.2 и 2.2 подключена к дополнительным управляемым генераторам 3.2 и 4.2 через дополнительный коммутатсф 5.2. Выходы генераторов 3.2 и 4.2 подключены ко второму измерителю 6.2 разности.-частот. Расходомер содержит также блок 7 суммирования частот, подключенный к выходам обоих измерителей разности частот, и блок 8 синхронизации, выходы которого присоединены к коммутаторам 5.1 и 5.2. Устройство работает следующим образом. В первом такте коммутации в электроакустическом канале, образованном преобразователями 1.1 и 2.1, иапученне импульсов происходит по потоку, а в канале преобразователей 1,2 и 2.2 - против потока. Коммутатор 5.1 подключает электроакустические преобразователи 1.1 и 2.1 к генератору 3.1. Преобразователь 1.1 подключен к выходу генератора 3.1. Преобразователь 1,1 подключен к выходу генератора 3.1 и излучает ультразвуковые импульсы, преобразователь 2.1 подключен к входу управления генератора 3. и передает на этот вход принятые импуль сы. Частота генератора 3.1 подстраивается таким образом, чтобы время 1фохождения ультразвукового импульса по потоку между преобразователями 1.1 и 2.1 было равно, и периодам следования импульсов генератора 3.1 ( 7 1 и одинаково для генераторов 3.1, 4,1, 3.2 и 4.2). В этом же такте коммутатор 5.2 подключает электроакустические преобразователи 1.2 и 2.2 к генератору 4.2. Преобразователь 2-2 подключен к выходу генератора 4.2 и излучает ультразвуковые импульсы, преобразователь 1.2 подключен к входу управления генератора 4 и передает на этот вход принятые импул сы. Частота гоноратора 4.2 подстаивает ся таким образом, чтобы время прбхождения ультразвукового импульса против потока между преобразователями 2.2 и 1.2 было равно И периодам следования импульсов генератора 4.2. В следующем такте направления излучения в электроакустических каналах изменяются на противоположные: в канале преобразователей 1.1и 2.1 - против потока, в .канале преобразователей 1.2 и 2.2 - по потоку. Коммутатор 5.1 подключает преобразователи 1.1 и 2.1 к генератору 4.1, коммутатор 5.2 подключает преобразователи 1.2и 2.2 к генератору 3.2 и происходит аналогичная описанной в предыдущем такте подстройка частоты генератора 4.1 импульсами, излучаемыми против потока, и частоты генератора 3.2 импульсами, излучаемыми по потоку. В последующих тактах аналогично производится сначала одновременная подстройка частоты генератора 3.1 импульсами, излучаемыми по потоку, и частоты генератора 4.2 импульсами, излучаемыми против потока, затем одновременная подстройка частоты генератора 4.1 импульсами, излучаемыми против потока, и частоты генератора 3.2 имйульсами, излучаемыми по потоку. Разностьчастот генераторов 3.1 и 4.1 измеряется измерителем 6.1 разности частот, разность генераторов 3.2 к 4.2 - измерителем 6.2 разности частот. Изменение скорости ультразвука в тактах {междутактовая асимметрия) вызывает в каждом из каналов появление погрешности с противоположным знаком. Так, нагфимер, увеличение скорости ультразвука вызывает в канале, работающем в это время по потоку, положительную погрешность, эквивалентную увеличению скорости V потока. В то же время в другом канале, работающем в этом такте против потока, увеличение скорости ультразвука эквивалентно уменьшению скорости V потока. Блок 7 суммирует частоты, поступающие с выходов двух измерителей 6.1 и 6.2 разности частот. Результат суммирования пропорционален расходу, а погрешность от междутактовой асимметрии скомпенсирована. Изобретение позволяет повысить точность измерения путем компенсации междутактовой асимметрии. Формула изобретения Ультразвуковой расходомер, содержащий пару электроакустических преобраэователей, электронный блок с коммутатором, управляемыми импульсными генераторами н измерителем разности частот, отличающийся тем, что, с цепью повышения точности путем компенсации междутактовой асимметрии, введены дополнительная аналогичная пара электроакустических преобразователей и электронный блок, а также .блок суммирования частот и синхронизатор, причем входы блока суммирования подключены к выходам каждого измерителя

разности частот, а выходы синхронизато ра - к входам коммутаторов.

Источники информации, 1финятые во внимание при экспертизе

(гфототип).