RU2180432C2 - Цифровой ультразвуковой расходомер - Google Patents
Цифровой ультразвуковой расходомер Download PDFInfo
- Publication number
- RU2180432C2 RU2180432C2 RU2000101924A RU2000101924A RU2180432C2 RU 2180432 C2 RU2180432 C2 RU 2180432C2 RU 2000101924 A RU2000101924 A RU 2000101924A RU 2000101924 A RU2000101924 A RU 2000101924A RU 2180432 C2 RU2180432 C2 RU 2180432C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- frequency divider
- oscillator
- control unit
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Расходомер содержит n одноканальных измерительных участков с двумя пьезоэлектрическими преобразователями, коммутатор зондирующих импульсов, коммутатор приемных сигналов, усилитель, схему фазовой автоподстройки частоты, управляемый автогенератор, формирователь зондирующих импульсов, формирователь импульсов длительностью Тизм, кварцевый генератор, схему И. С коммутаторами связан блок управления, подключенный к делителю частоты, формирователю кода числа и вычислительному устройству. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения благодаря использованию одних и тех же элементов схемы в нескольких акустических каналах, в каждом из которых организуются синхрокольца, работающие по и против потока. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости потока и расхода веществ в различных отраслях промышленности.
Известен одноканальный ультразвуковой расходомер (см. Авторское свидетельство СССР, МПК G 01 F 1/66, 802791), содержащий синхрокольцо.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является ультразвуковой расходомер (см. Громов Г. В. Ультразвуковой накладной расходомер для гомогенных сред. "Приборы и системы управления", М., Машиностроение, 1997, 11, с.17-18), содержащий пьезоэлектрические преобразователи, усилитель, управляемый автогенератор, делитель частоты, формирователь зондирующих импульсов, коммутаторы, блок управления, соединенный с коммутатором, вычислительное устройство и кварцевый генератор.
Недостатком известного устройства является, во-первых, зависимость измерений от скорости ультразвука в стенках трубопровода, которая зависит как от материала трубопровода, так и от его температуры, а во-вторых, известный расходомер может работать только с одной трубой.
Основной задачей, на решение которой направлено заявленное устройство, является повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей расходомера.
Указанный технический результат достигается тем, что он снабжен схемой фазовой автоподстройки частоты, формирователем кода числа с выходом, связанным с формирователем импульсов длительностью Тизм, другой вход которого связан с управляемым автогенератором, а выход - с первым входом схемы И, соединенной своим вторым входом с кварцевым генератором, а выходом с вычислительным устройством, при этом входы схемы фазовой автоподстройки частоты соединены с усилителем и делителем частоты, выход - с управляемым автогенератором, а блок управления связан с делителем частоты, формирователем кода числа и вычислительным устройством.
На чертеже представлены: а) - блок-схема предлагаемого расходомера, б) - n одноканальных измерительных участков, в) - вариант схемы формирователя импульсов длительностью Тизм.
Расходомер содержит коммутатор 1 приемных сигналов, коммутатор 2 зондирующих импульсов, усилитель 3, формирователь зондирующих импульсов 4, схему фазовой автоподстройки частоты 5, управляемый автогенератор 6, формирователь 7 импульсов длительностью Тизм, делитель частоты 8, формирователь кода числа 9, схему И 10, кварцевый генератор 11, вычислительное устройство 12, блок управления 13, одноканальные измерительные участки 14, пьезоэлектрические преобразователи 15, счетчик импульсов 16, схему совпадения 17.
Цифровой ультразвуковой расходомер работает следующим образом. В первом такте с управляемого автогенератора 6 импульсы непрерывно поступают на делитель частоты 8, а с него - на формирователь зондирующих импульсов 4. Зондирующий импульс через коммутатор 2 поступает на пьезоэлектрический преобразователь 15, допустим, на вход 1 первого одноканального измерительного участка ИУ1 14 на фиг.б. При этом возбудится пьезоэлектрический преобразователь 15 по входу 1, и в измерительной среде начнет распространяться ультразвуковой сигнал в сторону противоположного пьезоэлектрического преобразователя 15 этого же измерительного участка. В момент достижения ультразвуковым сигналом противоположного пьезоэлектрического преобразователя на выходе последнего (выход 1) появится электрический импульс, который через коммутатор 1 (вход 1) поступит на усилитель 3, а с него - на схему фазовой автоподстройки частоты 5. В этот же момент со второго выхода делителя частоты 8 на схему фазовой автоподстройки частоты 5 также должен поступить электрический импульс. В противном случае на выходе фазовой автоподстройки частоты 5 изменится сигнал, который изменит частоту автогенератора 6 таким образом, чтобы сигналы на оба входа схемы фазовой автоподстройки частоты 5 поступали одновременно. С выхода автогенератора 6 частота fr1 будет поступать на формирователь 7 импульсов длительностью Тизм. При этом формирователь 7 представляет собой счетчик импульсов 16 (см. фиг.в), связанный со схемой совпадения 17 по одним входам, а на другие входы схемы совпадения 17 поданы выходы формирователя кода числа 9, представляющего собой регистр, в который записывается код числа с блока управления 13.
Таким образом, на выходе формирователя 7 будут появляться импульсы с длительностью Tизм.1=Nфк/fr1, где Nфк - код числа, задаваемый формирователем кода числа 9 по команде блока управления 13. В этом случае при помощи схемы И 10 на вычислительное устройство 12 за время Тизм.1 от кварцевого генератора 11 поступит число импульсов, равное
где fкв - частота кварцевого генератора 11.
где fкв - частота кварцевого генератора 11.
Во втором такте по команде блока управления 13 зондирующий импульс от формирователя зондирующих импульсов 4 через коммутатор 2 поступит на пьезоэлектрический преобразователь 15 (вход 2) этого же измерительного участка ИУ1, и ультразвуковые колебания начнут распространяться по измерительной среде в противоположном направлении, а с приемного пьезоэлектрического преобразователя 15 (выход 2) сигнал поступит на вход 2 коммутатора 1. Аналогично, как и в первом такте, произойдет подстройка автогенератора 6, и в вычислительное устройство 12 будет записано число
Таким образом, в два такта в вычислительное устройство 12 поступит два числа (N1 и N2), которые пропорциональны временам распространения ультразвуковых сигналов в одном измерительном участке ИУ1 по потоку (Т+) и против потока (Т-). Затем вычислительное устройство определяет расход (Q1) контролируемой среды в данном измерительном участке по известному алгоритму:
,
где K1 - коэффициент пропорциональности, определяемый конструкцией данного измерительного участка и параметрами измеряемой среды.
Таким образом, в два такта в вычислительное устройство 12 поступит два числа (N1 и N2), которые пропорциональны временам распространения ультразвуковых сигналов в одном измерительном участке ИУ1 по потоку (Т+) и против потока (Т-). Затем вычислительное устройство определяет расход (Q1) контролируемой среды в данном измерительном участке по известному алгоритму:
,
где K1 - коэффициент пропорциональности, определяемый конструкцией данного измерительного участка и параметрами измеряемой среды.
Таким же способом по сигналам блока управления 13 определяются T+ и Т- в каждом из n измерительном участке, а затем вычисляются значения расходов (Q) в них. При этом в зависимости от конструкций измерительных участков (например, диаметров труб) по командам блока управления 13 могут меняться как числа в формирователе кода числа 9, так и коэффициенты деления в делителе частоты 8.
Таким образом, с помощью одних и тех же элементов схемы производятся измерения расходов в нескольких измерительных участках, что позволяет повысить точность измерения расхода и расширить функциональные возможности расходомера.
Claims (1)
- Цифровой ультразвуковой расходомер, содержащий пьезоэлектрические преобразователи, усилитель, управляемый автогенератор, делитель частоты, формирователь зондирующих импульсов, коммутаторы, блок управления, соединенный с коммутаторами, вычислительное устройство и кварцевый генератор, отличающийся тем, что он снабжен схемой фазовой автоподстройки частоты, формирователем кода числа с выходом, связанным с формирователем импульсов длительностью Тизм, другой вход которого связан с управляемым автогенератором, а выход - с первым входом схемы И, соединенной своим вторым входом с кварцевым генератором, а выходом - с вычислительным устройством, при этом входы схемы фазовой автоподстройки частоты соединены с усилителем и делителем частоты, выход - с управляемым автогенератором, а блок управления связан с делителем частоты, формирователем кода числа и вычислительным устройством.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000101924A RU2180432C2 (ru) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | Цифровой ультразвуковой расходомер |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000101924A RU2180432C2 (ru) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | Цифровой ультразвуковой расходомер |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000101924A RU2000101924A (ru) | 2001-11-10 |
RU2180432C2 true RU2180432C2 (ru) | 2002-03-10 |
Family
ID=20229808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000101924A RU2180432C2 (ru) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | Цифровой ультразвуковой расходомер |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2180432C2 (ru) |
-
2000
- 2000-01-25 RU RU2000101924A patent/RU2180432C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГРОМОВ Г.В. Ультразвуковой накладкой расходомер для гомогенных сред. Приборы и системы управления. - М.: Машиностр оение, 1997, № 11, с.17 и 18. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS58167918A (ja) | 超音波流速測定装置 | |
US4527433A (en) | Method and apparatus for measuring fluid flow | |
JPH11515100A (ja) | 流体の流量を音響的に測定する方法 | |
US3420102A (en) | Acoustic fluid metering device | |
JPS60117110A (ja) | 流体流量測定方法及びその装置 | |
Henry et al. | Response of a Coriolis mass flow meter to step changes in flow rate | |
RU2180432C2 (ru) | Цифровой ультразвуковой расходомер | |
RU2515129C1 (ru) | Вихревой расходомер | |
JP3436179B2 (ja) | 超音波流量計及び流量計測方法 | |
JPS6261893B2 (ru) | ||
US4312239A (en) | Method and apparatus for ultrasonic measurement of the rate of flow | |
RU2284015C2 (ru) | Способ измерения расхода потока и устройство для его осуществления | |
RU2165085C2 (ru) | Устройство для измерения скорости потока вещества | |
RU88460U1 (ru) | Ультразвуковой расходомер (варианты) | |
RU2085858C1 (ru) | Ультразвуковой способ определения объема продукта, прошедшего по трубопроводу, и устройство для его осуществления | |
JPS6040916A (ja) | 超音波流速・流量計の温度変化誤差の補正法 | |
RU172144U1 (ru) | Вихреакустический расходомер | |
GB2099146A (en) | A phase difference flowmeter | |
SU503130A1 (ru) | Ультразвуковой расходомер | |
SU1002966A1 (ru) | Устройство дл измерени скорости потока и расхода жидких и газообразных сред | |
RU26341U1 (ru) | Ультразвуковой расходомер | |
RU2086924C1 (ru) | Вибрационный преобразователь расхода | |
SU1093897A1 (ru) | Ультразвуковой расходомер | |
RU2106603C1 (ru) | Ультразвуковой расходомер | |
SU523355A1 (ru) | Ульразвуковой измеритель скорости потока |