RU2018089C1 - Одноканальный ультразвуковой расходомер - Google Patents
Одноканальный ультразвуковой расходомер Download PDFInfo
- Publication number
- RU2018089C1 RU2018089C1 SU5006745A RU2018089C1 RU 2018089 C1 RU2018089 C1 RU 2018089C1 SU 5006745 A SU5006745 A SU 5006745A RU 2018089 C1 RU2018089 C1 RU 2018089C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- counter
- register
- divider
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Использование: в измерительной технике для измерения расхода жидкости. Сущность изобретения: расходомер содержит два обратимых пьезопреобразователя, переключатель направления измерения, делитель частоты, генератор импульсов, усилитель, линию задержки, формирователь импульсов, кварцевый генератор, кодирующее устройство, вычитающее устройство, делитель частоты с постоянным K, формирователь импульсов блокировки, формирователь стробов, два регистра чисел, два делителя с переменным K, реверсивный счетчик, регистр текущего расхода и счетчик интегрального расхода. 1 ил.
Description
Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода жидкостей в нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.
Известен одноканальный ультразвуковой расходомер, содержащий акустический канал, коммутатор и усилитель-формирователь, образующие схему синхроколец при излучении ультразвуковых импульсов по и против потока контролируемой жидкости, последовательно соединенные умножитель частоты, реверсивный счетчик, регистр, делитель с переменным коэффициентом деления и счетчик количества жидкости, причем вход умножителя подключен к выходу усилителя-формирователя. Отдельный выход умножителя соединен с входом триггера, выход которого соединен с управляющими входами регистра, делителя и генератора измерительных стробов. Выходы генератора стробов соединены с управляющими входами коммутатора и реверсивного счетчика, входом считывания-записи регистра и входом двоичного счетчика, выходы которого соединены с установочными входами делителя [1].
Известное устройство, обеспечивая повышение точности измерения за счет определения величины уменьшения длительности прерванного цикла измерения относительно заданной длительности цикла измерения вследствие срыва автоциркуляции и уменьшения пропорционально этой величине значения расхода в предыдущем цикле измерения, все же имеет погрешность измерения за счет увеличения периода следования импульсов автоциркуляции на величину времени задержки импульсов в электрических цепях синхроколец.
Наиболее близким к предлагаемому является одноканальный ультразвуковой расходомер, содержащий ультразвуковой преобразователь с двумя пьезоэлементами, соединенными через переключатель направления излучения с генератором импульсов и усилителем, делитель частоты, подключенный к переключателю направления излучения, кварцевый генератор, вычитающее и выходное устройства, линию задержки, кодирующее устройство и сравнивающее устройство, причем линия задержки включена между выходом усилителя и входом генератора импульсов, второй выход которого подключен к входу делителя частоты, входы кодирующего устройства подключены к выходам кварцевого генератора и делителя частоты соответственно, а его выход через вычитающее и сравнивающее устройства подключен к выходному устройству [2].
Известное устройство, обеспечивая повышение точности измерения за счет формирования чисел, отображающих суммарные периоды пачек импульсов автоциркуляции по и против потока, и вычитания из них постоянного числа, отображающего время задержки импульсов автоциркуляции в электрических цепях, имеет погрешность измерения интегрального расхода при срыве автоциркуляции.
Цель изобретения - повышение точности измерения.
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 автоциркуляции, подключенный к управляющему входу переключателя направления излучения, кварцевый генератор, вычитающее устройство, линию задержки, соединенную с усилителем, кодирующее устройство, входы которого подключены к выходам кварцевого генератора и делителя частоты автоциркуляции, а его выход соединен с входом вычитающего устройства, введены последовательно соединенные формирователь импульсов сброса-пуска, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления и формирователь импульсов блокировки, выход которого подключен к управляющему входу вычитающего устройства, последовательно соединенные первый регистр числа, первый делитель с переменным коэффициентом деления, реверсивный счетчик, регистр текущего расхода и счетчик интегрального расхода, последовательно соединенные второй регистр числа и второй делитель с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен к второму входу реверсивного счетчика, а также формирователь стробов, выход которого подключен к управляющему входу реверсивного счетчика, причем формирователь импульсов сброса-пуска включен между выходом линии задержки и входом генератора импульсов, выход кварцевого генератора дополнительно подключен к входам делителя частоты с постоянным коэффициентом деления и первого и второго делителей частоты с переменным коэффициентом деления, входы первого и второго регистров чисел подключены к выходам вычитающего устройства, а вход формирователя импульсов блокировки соединен с входом генератора импульсов.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемого расходомера.
Расходомер содержит преобразователь 1 с двумя пьезоэлементами 2 и 3, генератор 4 импульсов, усилитель 5, переключатель 6 направления излучения, линию 7, делитель 8 частоты автоциркуляции, кодирующее устройство 9, кварцевый генератор 10, вычитающее устройство 11, делитель 12 частоты кварцевого генератора с постоянным коэффициентом деления, формирователь 13 импульсов сброса-пуска, формирователь 14 импульсов блокировки, регистр 15 числа "по потоку", регистр 16 числа "против потока", два делителя 17 и 18 частоты кварцевого генератора с переменными коэффициентами деления, реверсивный счетчик 19, формирователь 20 стробов, регистр 21 текущего расхода, счетчик 22 интегрального расхода.
В электрической цепи, состоящей из преобразователя 1 с пьезоэлементами 2 и 3, генератора 4, усилителя 5, переключателя, линии 7, формирователя 13, возникает последовательность импульсов, которая при излучении по потоку жидкости определяется периодом
T+v= + t3 (1)
и при излучении против потока
T-v= + t3 (2) где v - средняя скорость потока среды;
С - скорость звука в неподвижной среде;
L - расстояние между пьезоэлементами;
α - угол между направлением ультразвукового луча и осью трубопровода;
tз - время задержки сигналов в линии задержки.
T+v= + t3 (1)
и при излучении против потока
T-v= + t3 (2) где v - средняя скорость потока среды;
С - скорость звука в неподвижной среде;
L - расстояние между пьезоэлементами;
α - угол между направлением ультразвукового луча и осью трубопровода;
tз - время задержки сигналов в линии задержки.
Направление излучения изменяется с периодичностью, которая задается генератором 4 через делитель 8 с коэффициентом деления N.
Импульсы с генератора 10 подают на кодирующее устройство 9, в котором с помощью этих импульсов преобразуют длительности тактов переключения в числа, равные NfT+v при излучении по потоку и NfT-v при излучении против потока.
Частоту f кварцевого генератора выбирают в зависимости от требований разрешающей способности расходомера.
В момент срабатывания переключателя 6 число с выхода кодирующего устройства 9 подают на вычитающее устройство, где из него вычитают постоянное число, равное Nftз.
Таким образом, за два такта работы переключателя 6 в вычитающем устройстве 11 формируют два числа.
W = Nf(T+v - tз) (3) и
Z = Nf(T-v - tз) (4)
Числа W/R и Z/R, где R - постоянное число, которое в несколько раз больше числа N, записывают в регистрах 15 и 16 соответственно, которые поступают на установочные входы делителей 17 и 18 соответственно. На выходах делителей 17 и 18 возникают последовательности импульсов с периодами
= (T+v-t3) (5)
и
= _(T-v-t3) (6)
соответственно, которые поступают на два входа реверсивного счетчика 19 соответственно. Реверсивный счетчик 19 по сигналу длительностью Тстр формирователя 20 стробов производит сначала суммирование импульсов с периодом (T+v-t3) , а затем вычитание импульсов с периодом
(T-v-t3) . Пропорциональное расходу разностное число импульсов.
Z = Nf(T-v - tз) (4)
Числа W/R и Z/R, где R - постоянное число, которое в несколько раз больше числа N, записывают в регистрах 15 и 16 соответственно, которые поступают на установочные входы делителей 17 и 18 соответственно. На выходах делителей 17 и 18 возникают последовательности импульсов с периодами
= (T+v-t3) (5)
и
=
соответственно, которые поступают на два входа реверсивного счетчика 19 соответственно. Реверсивный счетчик 19 по сигналу длительностью Тстр формирователя 20 стробов производит сначала суммирование импульсов с периодом (T+v-t3) , а затем вычитание импульсов с периодом
(T-v-t3) . Пропорциональное расходу разностное число импульсов.
- = · V
(7) записывается в регистр 21. Информацию об интегральном расходе накапливают в счетчике 22 путем передачи на его вход пачки импульсов с регистра 21 в конце каждого цикла работы реверсивного счетчика 19.
(7) записывается в регистр 21. Информацию об интегральном расходе накапливают в счетчике 22 путем передачи на его вход пачки импульсов с регистра 21 в конце каждого цикла работы реверсивного счетчика 19.
Коэффициент деления М делителя 12 выбирают таким, что M > T-vмах.
При устойчивости автоциркуляции импульсы сброса-пуска формирователя 13 поступают на управляющий вход делителя 12, вследствие чего на выходе делителя 12 отсутствуют импульсы с частотой f/M. При срыве автоциркуляции из-за газового пузырька или помехи на выходе делителя 12 возникает импульс, который поступает на вход генератора 4 и автоциркуляция восстанавливается. При этом на управляющий вход вычитающего устройства 11 поступает импульс блокировки формирователя 14, который блокирует поступление в него числа с кодирующего устройства 9, а в регистрах 15 и 16 сохраняются числа, записанные до срыва автоциркуляции.
Таким образом, кратковременный срыв автоциркуляции не приводит к потере информации о расходе.
Claims (1)
- ОДНОКАНАЛЬНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР, содержащий ультразвуковой преобразователь с двумя пьезоэлементами, соединенными через переключатель направления излучения с генератором импульсов и усилителем, выходом соединенным с линией задержки, и делитель частоты автоциркуляции, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход к управляющему входу переключателя направления излучения и первому входу кодирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом кварцевого генератора, а выход - с входом вычитающего устройства, отличающийся тем, что в него введены последовательно соединенные формирователь импульсов сброса-пуска, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления и формирователь импульсов блокировки, выход которого подключен к управляющему входу вычитающего устройства, последовательно соединенные первый регистр числа, первый делитель с переменным коэффициентом деления, реверсивный счетчик, регистр текущего значения расхода и счетчик интегрального значения расхода, последовательно соединенные второй регистр числа и второй делитель с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен к второму входу реверсивного счетчика, а также формирователь стробов, выход которого подключен к управляющему входу реверсивного счетчика, причем формирователь импульсов сброса-пуска включен между выходом линии задержки и входом генератора импульсов, выход кварцевого генератора дополнительно подключен к входам делителя частоты с постоянным коэффициентом деления и первого и второго делителей частоты с переменным коэффициентом деления, входы первого и второго регистров чисел подключены к выходам вычитающего устройства, а вход формирователя импульсов блокировки соединен с входом генератора импульсов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5006745 RU2018089C1 (ru) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | Одноканальный ультразвуковой расходомер |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5006745 RU2018089C1 (ru) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | Одноканальный ультразвуковой расходомер |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018089C1 true RU2018089C1 (ru) | 1994-08-15 |
Family
ID=21587550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5006745 RU2018089C1 (ru) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | Одноканальный ультразвуковой расходомер |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2018089C1 (ru) |
-
1991
- 1991-10-25 RU SU5006745 patent/RU2018089C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1589063, кл. G 01F 1/66, 1988. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 901828, кл. G 01F 1/66, 1980. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4308754A (en) | Ultrasonic flowmeter | |
US3894431A (en) | Apparatus for indicating fluid flow velocity | |
US5035147A (en) | Method and system for digital measurement of acoustic burst travel time in a fluid medium | |
US3869915A (en) | Digital flowmeter | |
US10564016B2 (en) | Ultrasonic transducers using adaptive multi-frequency hopping and coding | |
US3727454A (en) | Ultrasonic systems for carrying out flow measurements in fluids | |
US4391150A (en) | Electro-acoustic flowmeter | |
RU2018089C1 (ru) | Одноканальный ультразвуковой расходомер | |
US4203322A (en) | Apparatus for the ultrasonic measurement of the flow velocity of fluent media | |
SU932240A1 (ru) | Ультразвуковой расходомер | |
RU2085858C1 (ru) | Ультразвуковой способ определения объема продукта, прошедшего по трубопроводу, и устройство для его осуществления | |
RU2284015C2 (ru) | Способ измерения расхода потока и устройство для его осуществления | |
SU972223A1 (ru) | Импульсный одноканальный ультразвуковой расходомер | |
RU2165085C2 (ru) | Устройство для измерения скорости потока вещества | |
Brown | Dual path ultrasonic measurement of fluid flow | |
EP1798529A1 (en) | Ultrasonic gas flow meter | |
JP4485641B2 (ja) | 超音波流量計 | |
RU2101681C1 (ru) | Акустический расходомер | |
GB2099146A (en) | A phase difference flowmeter | |
SU954873A1 (ru) | Измеритель скорости ультразвука в жидкости | |
SU1000763A1 (ru) | Ультразвуковой расходомер | |
SU572648A2 (ru) | Ультразвуковой однокальнальный расходомер | |
SU901828A1 (ru) | Одноканальный ультразвуковой расходомер | |
RU2079815C1 (ru) | Способ измерения расхода текучих сред | |
SU1141294A1 (ru) | Ультразвуковой фазовый расходомер |