SU1364882A1 - Ультразвуковой частотно-временной расходомер - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности и упрощение эксгглуатации расходомера. Импульсы генератора 1 через ключ 3, схему 14 совпадени  и схему 15 установки за врем  действи  разрешающего импульса формировател  13 поступают на счетчик 16,;на выходе которого устанавливаетс  код, равный значению коэффициента умножени . Этот код переписываетс  в делитель 4 и измерительное устройство 24, в котором по значени м разностной частоты с выхода схемы 21 определ етс  значение расхода . Устр-во позвол ет автоматически устанавливать коэффициент внутреннего умножени  и несущих частот управл емых генераторов 1 и 2 в зависимости от диаметра датчика и скорости распространени  ультразвуковых волн, обеспечива  большой диапазон работы устройства. 2 ил. i (Л

Description

со

О5

э

00 00 tsD

ф1/г.

1

Изобретение относитс  к измери - тельной технике и может быть использовано дл  измере}1и  расходов различных жидких сред.

Цель изобретени  - повышение точности и упрощение эксплуатации расходомера .

На фиг. изображена принципиальна  блок-схема расходомера; на фиг.2 временные диаграммы сигналов в точках схемы расходомера.

Расходомер состоит из управл емых генераторов 1 и 2, соединенных через первый ключ 3 с входом делител  4 частоты; формировател  5 зондирующих импульсов, второго 6, третьего 7 и четвертого 8 ключей, усилител -формировател  9, входом соединенного с выходом третьего ключа 7, тактового распределител  10, входом соединенного с выходом делител  4 частоты и выходами с входом формировател  5 зондирующих импульсов и через него с входом второго ключа 6, а также с коммутатором 11; временного селектора 12, входами подключенного к входам . тактового распределител  10 и усилител -формировател  9 приемных сигналов , а выходом соединенного с входом четвертого ключа 8; формировател  13 временных интервалов, имеющего входами св зь с одним из выходов тактового распределител  10 и с одним из выходов усилител -формировател  9; схемы 14 совпаден1г , подключенной одним входом к выходу формировател  13 временных интервалов, а друг им входом соединенной с входом делител  4 частоты; схемы 15 установки внутреннего умножени  (например, схема ИЛИ), одним из входов соединенной со схемой 14 совпадени ; первого реверсивного счетчика 16 управлени  коэффициентом делени  делител  4 частоты; третьего 17 и второго 18 реверсивных счетчиков управлеьш  соответственно второй 19 и первой 20 схемами управлени  частотами генераторов 1 и 2, причем входы счетчиков 7 и 18 через ключ соедине ны с временным селектором 12, а второй выход второго счетчика 18 св зан с входом схемы 15 установки внутреннего коэффициента умножени ; схемы 2 1 выделени  разностной частоты, входы которой соединены с выходами генераторов 1 и 2; приемопередающих преобразователей 22 и 23, соеднненньпс через ключи 6 и 7 соответственно с фор-

822

мирователем 5 зондируюоц1х импульсов и усилителе1 г-формирователем 9; измерительного устройства 24, один вход которого имеет св зь с выходом первого счетчика 16, а второй - с выходом схемы 21 вьщелени  разностной частоты.

Расходомер работает следующим образом .

Управл емые генераторы 1 и 2 вырабатывают импульсы с периодами следовани  Tj и Т,(фиг.2а, ж)„ Предварительно сигналами коммутатора 11 клю чи 3 и 6-8 переведены в режим излучени  УЗВ, например, по потоку.При этом импульсы генератора 1 через ключ 3 подаютс  на делитель 4 частоты с коэффициентом делени  п, на выходе которого по вл ютс  сигналы

(фиг,26} о Первый из них через такто- вьй распределитель 10, формирователь 5 зондирующих импульсов и ключ 6 по- даетс  на передающий преобразователь 22 (фиг,2в), УЗВ, проход  через измер емую жидкость, принимаетс  преобразователем 23 и через ключ 7, усилитель-формирователь 9 (фиг,2в) поступает на вход дискриминатора 12 времени , где сравниваетс  с опорным сигна-

лом, поступающим с второго выхода тактового распределител  10 (фиг,2д}. Далее в зависимости от временного расположени  этих двух сигналов через ключ 8, счетчик 18, цифроаналоговый

преобразователь 20 происходит управление частотой импульсов генератора 1 до совпадени  во времени опорного и приемного сигналов. Импульсом с третьего выхода тактового распределител  10 (фиг,2е, в) коммутатор 1 переключает всю схему в режим излучени  против потока. При этом повтор ютс  вьщ1еописанные циклы (фиг,2ж, е ) , При первом включении расходомера

ос тцествл етс  выбор и установка значени  коэффициента внутреннего умножени . Дл  этого в Одном из режимов излучени  УЗВ, например,по потоку фор- мирователь 13 формирует разрешающий

дл  схемы 14 совпадени  импульс

(фиг,2г) длительностью, равной времени прохождени  УЗВ в датчике. Импульсы генератора 1 через ключ 3,схему 14 совпадени  и схему 15 установки

только за врем  действи  разрешающего импульса формировател  13 поступают на счетчик 16, на выходе которого устанавливаетс  код, равный значению коэффициента внутреннего умножени .

т.е. Пс Затем этот код переписываетс  в делитель 4 и измерительное устрор - ство 24, В последнем по значени м разностной частоты с выхода схемы 2, коэффидиеытов п и преобразоваьш  (определ етс  при градуировке расходомера ) определ етс  значение расхода.

В случае изменени  в услови х эксплуатадии расходомера физико-химических параметров измер емой жидкости скорость УЗВ может значительно отличатьс  от первоначального значени , при котором бьшо установлено значе- кие коэффициента По При этом управл емые генераторы могут работать на нелинейном участке характеристики или требуема  частота окажетс  вне диапазона их перестройки. Тогда возникает необходимость корректировки значени  п с целью обеспечени  функционировани  генераторов в узком диапазоне перестраиваемых частот. Дл  этого в состав расходомера вводитс  дополнительный канал автоматического управлени  коэффициентом внутреннего умножени , который действует следующим образом.

0

5

ти от диаметра датчика и скорости

распространени  ультразвуковых волн,

обеспечива  большой диапазон работы

устройства.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ультразвуковой частотно-временной расходомер, содержащий датчик расхода с двум  приемопередающими преобразовател ми , первый и второй управл емые генераторы, формирователь зон- дирующих импульсов, тактовый распределитель , усилитель-формирователь приемных сигналов, временной селектор , схему выделени  разностной частоты , первую и вторую схемы управлени  генераторами, делитель частоты, первый, второй и третий ключи, коммутатор и измерительное устройство, соединенное со схемой выделени  разностной частоты, причем входы управл емых генераторов соединены с выходами соответствующих схем управлени , а выходы - со схемой вьщелеии  раз- 5 ностной частоты и через первый ключ и делитель частоты с тактовым распределителем , который выходами соединен с временньм селектором, коммутатором и через формирователь зондирующих им

   Предварительно в счетчике 18 уста- 30 пульсов - с вторым ключом, соединен-

   навливаетс  число, значение которого зависит от диапазона перестройки и крутизны характеристики генераторов 1 и 2, В режиме слежени  в зависимости От временного расположени  прием- ного и опорного импульсов на дискриминаторе 12 времени (фиг,2д,к) посту пающие на вход реверсивного счетчика 8 импульсы или вычитаютс  или суммируютс  От установленного значени , обеспечива  тем самым требуемую частоту генераторов. При изменении скорости УЗВ на входе счетчика 18 могут сформироватьс  импульсы заема или пе- реполнерси , которые через схему 15 установки поступают соответственно на суммирующий или вычитающий входы реверсивного счетчика 16 управлени  коэффициентом делени  делител  п,

   т,е, в делителе 4 и измерительном формировател , а выходом через схему

   ройстве 24 устанавливаетс  код (+1) или (-1)з Таким образом, обеспечиваетс  функционирование генераторов 1 и 2 в узком диапазоне частот,

   Устройство позвол ет автоматически устанавливать коэффициент внутреннего умножени  и несущих частот управл емых генераторов в зависимое-

   ным с приемопередающим преобразователем , который через третий ключ и усилитель-формирователь подключен к временному селектору, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности и упрощени  эксплуатации он снабжен формирователем временных интервалов, схемой совпадени , схемой установки внутреннего коэффициента умножени , первым, вторым и третьим реверсивными счетчиками, четвертым ключом, причем временной селектор через четвертый ключ подключен к второму и третьему реверсивным счетчикам , каждый из которых подсоединен к одной из схем управлени  генератором , а формирователь временных интервалов входами соединен с тактового распределител 

   выходами

   и усилител -

   совпадени , подключенную вторьгм входом к выходу первого ключа - с первым входом схемы установки внутреннего коэффициента умножени , соединен- 55 ной вторым входом с вторым реверсивным счетчиком, а выходом через первый . счетчик с измерительным устройством и делителем частоты.