Устройство для измерения скорости потока Советский патент 1982 года по МПК G01P5/24 

/ . ;: .I--..... ; .;:;: Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерителям компонентов вихря.

Известно устройство для измерения скорости потока, содержащее электроакустические преобразователи, генератор, усилители, измерители временных интервалов и регистрирующий прибор 1 .

Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет определять TontjKo модуль вектора скорости без учета вихревой компоненты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому лвдяется измеритель скорости потока, содержащий гене- ратор, первый и второй моду ияторы, первый и второй электроакустические преобразо- ч ватели блок коммутации, фазоизмерительные устройства, регули1}уемый фазовращатель, разностями элемент, ссумматор и 20 блок управления 2 .

Недостатком известного устройства является невозможность измерения вихревого компонента скорости потока.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей устройства за счет и;алерешш вихревого компонента скорости потока.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения скорости потока, содержащее два обратимых электроакустических преобразователя, подключенных к усилителям, генератор, блок управления, параллельно соединенные первый сумматор и блок разности, снабжено п- отражателями, двумя нормализаторами, двумя интеграторами, вторым сумматором, двумя выпрямителями и преобразователем напряжение - код, причем выход генератора подключен к обратимым электроакустическим преобразовател51м, выходы усилителей через нормализаторы подключены k входам первого сумматора и блока разности, их выходы через выпрямители и интеграторы подклк чены к входам второго сумматора, выход которого подключен к входу преобразователя н&пряжение - код, при этом выходы блока управления подключены к вторым входам интеграторов и преобразователя напряжение - код, На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммь, иллюстрирующие его работу. Устройство состоит из п отражателей 1, обратимых электроакустических преобразователей 2 и 3, генератора 4, усилителей 5 и 6, нормализаторов 7 и 8 уров ня, первого сумматора 9, блока 10 разности, выпрямителей 11 и 12, интеграто jpoB 13 и 14, второго сумматора 15, блока 16 управления, преобразователя напряжение - код 17. Устройство работает следующим образом. Генератор 4 формирует импульсы заданной длительности и частоты, которые подаются на электроакустические преобразователи 2 и 3. Электроакустические преобразователи 2 и 3, расположенные в одной вершине многоугольника, излучают два акустических импульса в противоположных направлениях вдоль его сторон, образованных п отражателями, проходят последовательно все его стороны и возвращаются в ту же вершину, отразившись от отражателей 1, расположенных в остальных верщинах, принимаются электроакустичес кими преобразователями 2 и 3, усиливаются усилителями 5 и 6. Принятые входные сигналы U(t) . i и s ncotH 0()- U sln uot-i M) в смеси с Аддитивными помехами {-fc) и 1, () изображены на фиг. 2 а. . Выходные сигналы усилителей 5 и 6 подаются на нормализаторы 7 и 8 уровн После выполнения операции нормализации входные сигналы имеют одинаковую амплитуду и о (фиг. .25). Нормализов ные сигналы U Ct) и U (i) поступают на входы суммнрующегр 9 и вычита рщего 10 устройств. Сумма (J (фиг. 2 б ) и разность Up (фиг. 2 г ) нормализован ных сигналов определяютс:а соответствен но выражени51ми i(uot + y) U. lUpSin(LOt+)(t)f1i()i Up 2UpCOs(wt+Y))-42(t). Суммарный (J к разностный Up сигна лы подаются соответственно на выпрями- тели 11 и 1,2. Вьшрямленные сигналы (фиг, 2е,ж.) , й|ггегрир|уются интеграторами 13 и 14 в течение некоторого интервала Т, (фиг. 2Э ), кратного .периоду несущей астоты (фиг. 2 3 , и ). В результате нтегрирований получают напряжения , которые описываются следуюими выражениями: ,) .W-1(t)dl, о) где fc. P, - коэффициент преобразования интеграторов; n - количество йериодов несущей частоты. Выходные сигналы интеграторов 13 и 14 поступают на второй сумматор 15, выходное напряжение и (фиг. 2 к ) которого преобразуется с помощью преобразователя 17 .и цифровой код N (фиг. 2 л , м, н ). При отсутствии помех среднее значеие нормального компонента вихря скоро-, ти жидкости связано с налргзжением Un следующей зависимостью: .1 Влияние помех сводится к появлению бсолютной погрещности- л 01 „ / , KO-I орая будет равна ТпТп ,(tk 2W c3t-j l(tb ,0о (i)6( С ростом времени: интегри:рования погрещность, обусловленная помехой, существенно уменьщается. Для получения максимальной точносам интервал интегрирования необходимо выбирать равным максимально возможной длительности излученного сигнала для даннохх) контура, т.е. , Ji Т.. пТ Г И mo(n с. ,- длительность излученного сигнала. Таким образом, устройство позволяет с большой точностью измерять вихревой компонент скорости потока, Ф ормула изо бретени я Устройство для измерения скорости потока, содержащее два обратимых электроакустических преобразователя, подключенных к усихштелям, генератор, блок управления и параллельно соединенные первый сумматор и блок разностк, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет измерения вихревого компонента скорости потока, оно снабжено п отражателями, двумя нормализаторами, двумя интегратс зами, вторым сумматором, двумя выпрямителями и преобразователем напряжение код, причем выход генератора подключен к обратимым электроакустическим преобразователям, выходы усилителей через нормализаторы подключены к входам

первого сумматора и блока разности, их выходы через вьпфямнтели и интеграторы подключены к второго сумматора, выход которого подключен к входу пресб разователя напряжение - код, при этом выходы блока управления подключены к вторым входам интеграторов и преобразоьатепя напряжение - код.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Бражников Н. И. Ультразвуковая фазометрия. М., Энергия, 1968,

с. 181.

2.Авторское свидетельство СССР № 7О8228, кл. G 01 Р 5/ОО, 1977 (прототип).

-

Фм:/

1

-vVWVW

-wVYWWVWWvw

f/«J

«--.у.ууЧЛЛЛЛЛЛ/У

Ж

XX

f//( л

А/

н

iiiilliniUlll J