SU553456A1 - Одноканальный ультразвуковой расходомер - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерител м расхода веществ и может быть использовано при конструировании точных расходомеров.

Известны одноканальные ультразвуковые расходомеры , построенные по фазовой импульсно-временной или частотно-импульсной схемам. Последние имеют наибольшую точность измерени  среди одноканальных ультразвуковых расходомеров.

Известен также одноканальный ультразвуковой расходомер, содержащий две схемы синхрокольца, кажда  из которых содержит генератор, а также последовательно соединенные усилитель и фop fиp9вaтель , подключенные к преобразователю, ичастотомер соединенный с одним из выходов триггера счета. Недостатком такого расходомера  вл етс  наличие погрешности , обусловленной различием величины отно сительио о сдвига во времени последовательности импульсов, осущесгвл емого т  каждой схемы синхрокольца различными ошювнбраторами.

Цель изобретени  - повышеш1е точности измерений . Это достигаетс  тем, что в каждой схеме синхрокольца расходомер содержит схему запрета и четыре схемы совпадени , а также общие дл  двух схем синхрокольца одновибрагор и триггер сдвига, триггер 11:1111 авлсний, две- схемы совпадени , два

Claims (3)

1. ,;четчика и два индикатора, соединенные таким образом, что входы одновибратора подключены к выходам двух схем совпаде1ш , вход каждой из которых соединен с разными выходами триггера счета, выходом соответствующего формировател  и выходом триггера сдвига, выход одновибратора соединен с одним из входов триггера сдвига и через схемы совпадени  соответственно со входами генераторов , другие входы каждой из этих схем совпадени  соединены с разными входами триггера счета, вход каждой схемы запрета соединен с выходом соответствующей схемы совпадени , один вход каждой из которых соединен с выходом триггера сдвига, а другой - с соответствующим выходом триггера счета, другой вход триггера сдвига запараллелен со входом триггера счета, эти входы соединены с выходами двух схем совпадени , другие выходы которых соединены с разными входами григгера направлений, а входы -- с выходом генератора одной и формировател  другой схемы синхрокольца , другой выход триггера счета соединен со входа.1и двух схем совпадени , к выходам каждой их которых подключены счетчлк и индикатор, а Лругие входы этих схем совпадени  соединены с разными выходами григгс 1а нанравлошй. На чертеже изображена функциональна  схема предлагаемого расходомера. Расходомер состоит из акустического преобразовател  1 с пьезоэлементами 2 и 3, усилителей импульсов 4 и S, формирователей 6 и 7, схем запрета 8 и 9, генераторов 10 и 11, схем совпадени  (логических схем И) 12-21, триггера счета 22, частотомера 23 „ счетчиков импульсов 24 и 25, одновибратора 26, триггера сдвига 27, индикаторов 28 и 29 и триггера направлений 30. Расходомер работает следую1щм образом. Импульс с генератора 10 поступает на пьезозлемент
2. 2. Пьезоэлемент 2 излучает ультразвуковой импульс против потока под углом а к оси преобразовател . Пройд  через измер емую среду, ультразвуковой импульс поступает на пьезозлемент 3. Прин тый пьезоэлементом 3 импульс усиливаетс  усилителем импульсов 4, формируетс  формнрователем 6 в пр моугольный импульс длительностью Тф . Передним фронтом импульса формировател  6 через схему запрета 8 запускаетс  генератор 10. Далее процесс повтор етс . Триггер сдвига 27 находитс  в таком состо нии, котором на выходах схем совпадений 12 и 13 отсутствуют сиг-j налы. Частота .следовани  импульсов генератора 10 выражаетс  51-п ot (C.-V сово(.) где TI - период следовани  импульсов генератора 10; D- внутренний диаметр акустического преобразовател ; V- скорость потока; С - скорость ультразвука в измер емой среде. Импульс с генератора 11 поступает на пьезоэлемент
3. 3. Пьезоэлемент 3 излучает ультразвуковой импульс по потоку под углом а к оси преобразовател . Прин тый пьезоэлементом 2 импульс усиливаетс  усилителем 5, формируетс  формирователем 7 в пр моугольный импульс длительностью Г . Передним фронтом импульса формировател  7 через запрета 9 запускаетс  генератор П. Далее процесс повтор етс . Триггер сдвига 27 находитс  в таком состо нии, при котором на выходах схем совпадений 19 и 20 отсутствуют сигналы. Частота следовани  импульсов генератора 11 выражаетс  ISinoL C -V-CoSol) .. , где Т 2 - период следовага  импульсов генератора 11. Раз носгьчастот Д f f j,-. (si-n 2о(,/D)-V пропорциональна (3) скорости потока, а значит расходу. При совпадении во времени импульса генератора 10 (или И) с импульсом формировател  7 (или 16) на выходе схемы совпадени  17 (или 15) образуетс  нмпульс, который перебрасывает работающий в счетном режиме триггер счета 22, работающие в установочном режиме триггер сдвига 27 и триггер направлений 30. При зтом триггер 27 перебрасываетс  в такое состо ние, при котором в зависимости от состо ни  триггера счета 22 на выходе схемы совпадени  13 (или 20) образуетс  сигнал , закрьшающнй схему запрета В (или 9), а схема совпадени  12 (или 19) пропускает сигнал формировател  6 (или 7) на вход одновибратора 26. Задним фронтом импульса одновнбратора 26, имеющего длительность С , возвращаетс  в исходное положение триггер сдвига 27, запускаетс  через схему совпадени  14 (или 21) генератор 10 (или И). I Период следовани  импульсов триггера счета 22, определ емый моментами совпадений импульсов генератора 10 (или 11) с импульсами формировател  7 (или 6), может быть выражен (т1-ОТз + Т, где п - количество полных периодов Tj . TI (или Т, TI ) за период Т. Из выражени  (4) следует 1+ГД Поскольку ,то Т л i (6). Частота F следовани  импульсов триггера счета 22, пропорцион альна  расходу, измер етс  частотомером 23. При измерении пр мого (или обратного) направлени  потока образующиес  на выходе схемы совпадени  15 (или 17) импульсы .устанавливают триггер направлений 30 в положении, при котором нмпульсы триггера счета 22 через схему совпадени  16 (или 18) поступают на индикатор 28 пр мого (или 29 обратного) направлени  потока, а также на счетчик импульсов 24 (или 25). Измер емое счетчиком импульсов 24 (или 25) число К «i;/Т импульсов триггера счета 22 пропорциональна количеству жидкости, протекшей через преобразователь 1 за врем  t в пр мом (или обратном) направлении. Формула изобретени  Одноканальный ультразвуковой расходомер, содержащий две схемы синхрокольца, кажда  из которых содержит генератор, а также последоваельно соединенные усилитель и формирователь, одключенные к преобразователю, и частотомер, оединенный с одним из выходов триггера счета, тличающийс  тем, что, с целью повышени  очности измерений, в каждой схеме синхрокольца асходомер содержит схему запрета и четыре схемы