SU1068716A1 - Ультразвуковой способ измерени скорости потока и расходомер дл его осуществлени - Google Patents
Ультразвуковой способ измерени скорости потока и расходомер дл его осуществлени Download PDFInfo
- Publication number
- SU1068716A1 SU1068716A1 SU813297187A SU3297187A SU1068716A1 SU 1068716 A1 SU1068716 A1 SU 1068716A1 SU 813297187 A SU813297187 A SU 813297187A SU 3297187 A SU3297187 A SU 3297187A SU 1068716 A1 SU1068716 A1 SU 1068716A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- flow
- output
- receiving
- input
- mutual
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
1. Ультразвуковой способ измерени скорости потока,включающий излу .чение ультразвуконлх импульсов в направлении потока жидкости и против него, прием прсииедашх поток импульсов , сравнение их и введение компенсирующего воздействи путем перест .рЬйки а1кустической базы, по величине которого суд т о величине измер емой скорости, отличающи йс тем, что, с целью повышени точности измерений, компенсирук аее воздействие начинают с момента выделени первого йЫпульса одним из приемников и заканчивают по достижении равенства отрезков времени распространени импульсов по потоку и против него.§
Description
Ж
00 1
//
rfck
2. Ультразвуковой расходомер, содержащий расположенные на противоположных стенках трубопровода излучающий преобразователь/ подключенный к генератору зондирующих импульсов, и два приемных преобразовател , подключенные через приемные усилители к схеме сравнени , выход которой чет рез усилитель подключен к блоку электромеханической .перестройки, а также индикатор расхода, о т л и ча .ющий с тем, что, с целью повышени точности, в него дополнительно введены преобразователь линейного перемещени в частоту, управл емый делитель частоты и измеритель временного интервала, а схема сравнени выполнена в виде двух формирователей, двух триггеров, схемы взаимногозапрета и пол рного
детектора, причем входы формирователей подключены к выходам приемных усилителей, их выходы через триггеры подключены к входам схемы взаимного запрета и пол рного детектора, выходы схемы взаимного запрета подключен к управл ющим входам триггеров, первый вход измерител временных интервалов подключен к выходу генератора зондирующих импульсов, его второй вход подключен к выходу одного из формирователей, а выход - к первому входу управл емого делител частоты, второй вход которого через преобразователь линейного перемещени подключен к приемному преобразователю, установленному в направлении по потоку с возможностью линейного перемещени выход упрсшл емого делител частоты подключен к индикатору расхода..
1
Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к расходометрии , и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей , химической., гидрометаллургической и в других отрасл х промышленности дл прецизионного измерени расходов и точного учета количества различных сред.
Известен ультразвуковой способ измерени скорости потока среды, заключающийс в излучении ультразвуковых колебаний в направлении потока среды и против него, приеме прошедших поток .импульсов и измерении разности времени распространени импульсов по потоку и Против него, пропорциональной скорости noTOKaflJ,
Известен ультразвуковойрасходомер , реализующий способ, содержащий .излучающий преобразователь, подключенный к генератору, два приемных преобразовател , выходы которых через формирователи временных интервалов . и функциональные преобразователи подключены к решающему устройству и индикатору Cl.
. Недостатком способа и устройства вл етс низка точность при измерении малых временных интервалов.
Наиболее близким по технической сущности н предлагаемому вл етс способ измерени -скорости потока, включающий излучение ультразвуковых импульсов в направлении потока и против него, прием прошедших поток импульсов, их амплитудное сравнение и введение компенсирующего воздействи путем перестройки акустической
базы, по величинекоторого суд т об измер емой скорости 2 J.
Известно устройство дл реализации предлагаемого способа, содер а5 щее расположенные на противоположных стенках трубопровода излучающий преобразователь , подключенный к генератору зондирующих импульсов и два приемных преобразовател , подключенQ ные через приемные усилители к схеме сравнени , выход которой через усилитель подключен к блоку электромеханической перестройки, осуществл ющему механическое перемещение излуг чающего преобразовател , а также индикатор перемещени Гз.
Известные споооб и устройство не обеспечивают достаточную точность измерени из-за погрешности амплитудного сравнени прин тых импульсов.
0 Целью изобретени вл етс повышение точности измерени .
Поставленна цель достигаетс тем, что согласно ультразвуковому способу измерени скорости потока, включаю5 тему излучение ультразвуковых импульсов в направлении потока и против него , прием прошедших поток импульсов, сравнение их и введение компенсирующего воздействи путем перестройки
0 акустической базы, по 1величине которого суд т о величине измер емой
скорости; компенсирующее воздействие начинают с момента выделени первого импульса одним из приемников и закан5 чивают по достижении равенства отрезков времени распространени импульсов по потоюу И против него.
Кроме того, ультразвуковой расходомер , содержащий расположенные на противоположных стенках трубопровод излучающий преобразователь, подключенный к генератору зондирующих им пульсов , и два приемных преобразова тел , подключенные через приемные усилители к схеме сравнени , выход которой через усилитель подключен к блоку электромеханической перестройки/ а также индикатор расхода, дополнительно снабжен преобразователем линейного переглещени в часто ту, управл емым делителем временного интервала, а схема сравнени в нем выполнена в виде двух формирователей , двух триггеров, схег« взаимного запрета и пол рного детек тора, причем входы формирователей подключены к выходам приемных-усилителей , их выходы через триггеры подключены к входам схемл взаимного запрета и пол рного детектора, выходы cxeNH взаимного запрета подключены к управл ющим входам триггеров , первый вход измерител временных интервалов подключен к выходу генератора зондирующих импульсов его второй вход подключен к выходу одного из формирователей, а выход к первому входу управл емого .делите л частоты, второй вход которого через преобразователь линейного перемещени в частоту подключен к при емному преобразователю, установленному в направлении по потоку с врзможностью линейного перемещени , вы ход управл емого делител частопл подключен к индикатору расхода. Сущность ультразвукового способа измерени скорости потока заключает в следукацем. При симметрично расположенных от носительно оси трубопровода акустических базах сул1марную скорость рас пространени ультразвука по потоку среды и против потока можно предста вить в виде L , С + V С05 oL г.г ; (1) Т ро -At С - V COS оС Тро+ at . где С - скорость ультразвука в измер емой среде; V - скорость потока среды; оС - угол между осью потока и направлением распространени ультразвука Ii - акустическа база} TPQ- врем расположени ультразвука в акустическом канал при нулевой скорости поток среды; ut - временной интервал, обусло ленный скоростью потока cp ды. Дл выполнени услови равенства ремени распространени ультразвука обоих измерительных каналах .неободимо перемещение перестраиваемого реобразовател на величину акустиеской базы, эквивалентную временному нтервалу + t, обусловленную скоротью потока среды. При этом выполн тс условие взаимного равенства вреени распространени ультразвука по отоку среды и против него Тр - Трд, - Тр, где Тр,,, Тр2 - времена распространени ультразвука в- одном и, соответственно в другом направлении; Тр - врем распространени , удовлетвор ющее критерию работы расходомера . Уравнени (1) и (2) принимают при этом вид . LI cos ot ггL - 4 L с - V cosoL где ДЬ - приращение длины акустической базы, эквивалентное временному интервалу + вычитании уравнени Т4) из ( 3) получим 2 V cos oL откуда 2 cos di. Т. В уравнении (5) отсутствуют параметры временного интервала, пропорционального скорости потока среды, абсолютной величины акустической базы и скорости распространени ультразвука в измер емой среде. На чертеже представлена блок-схема устройства дл реализации предлагаемого способа. Импульсный ультразвуковой-расходомер содержит генератор 1 зондирующих импульсов, подключенный к излучающему преобразователю 2 с двухлучевой диаграммой направленности, два приемных преобразовател 3 и 4, расположенных в створе каждого из ультразвуковых лучей, причем первый преобразователь 3 закреплен .неподвижно , а второй преобразователь 4 может перемещатьс вдоль оси ультразвукового луча, усилители 5 и 6, вxoдa и подключенные к приемным преобразовател м 3 и 4, а выходами через формирователи 7 и 8 коротких импульсов - к триггерам 9 и 10, св занным между собой схемой 11 взаим- 5 ного запрета. К выходам триггеров 9 и 10 подключены входы пол рного детектора 12, который через усилитель
13посто нного тока св зан с блоком
14электромеханической перестройки Ю акустической базы перестраиваемого приемного преобразовател 4. Блок 14 электромеханической перестройки конструктивно объединен с преобразователем 15 линейного перемещени в 15 частоту, выход которого подключен
к входу управл емого делител 16 частоты . К второму входу управл емого делител 16 подсоединен выход измерител 17 временных интервалов, име- 20 н цего св зь по одному входу с выхо дом генератора 1 зондируквдих импульсов , по второму .ВХОДУ - с выходом формировател 7 коротких импульсов. Чаблго.томер 18/ вл ющийс индикато- 25 ром расхбда- подключен к выходу управл емого делител 16 частоты.
Устройство работает следующим образом .
Генератор/ 1 зондирующих импульсов вырабатывает короткие: электрические импульсы с периодом повторени , обеспечивающим полное затухание реверберационных помех в контролируемой среде . Указанные импульсы возбуждают греобразоватепь 2, который излучает ультразвуковые сигналы против потока среды по направлению приемного преобразовател 3 и по потоку среды по направлению приемного преобразовател 4. Через врем Тр после излучени 40 ультразвуковые сигналы достигают приемников 3 и 4 и преобразуютс ими в электрические сигналы. Далее сигналы усиливаютс и нормируютс по амплитуде в соответствующих уси- 45 лител х 5 и 6, формируютс в короткие запускающие импульсы в формировател х 7 и В..
По передним фронтам сформированных импульсов осуществл етс запуск JQ триггеров 9 и-iO, однако схема 11 взаимного запрета, осу1Чвствл юща двухстороннюю св зь мелоду ними, запрещает переброс того триггера, запускающий импульс на который пришел „ позже. Так, например, если им- пульс на запуск триггера 9 поступил несколько раньше, чем на запуск триг- . , то триггер 9 срабатывает и : запускает своим передним фронтом схему 1 взаимного , котора бло- кирует триггер 10, не позвол ему срабатывать от запускающего и шyльса , поступаквдего на его вход несколько позже. Если-же импульс поступает аньше на запуск триггера 10 , то в i 65
этом случае срабатывает триггер 10 и блокируетс триггер 9. Таким обра зом осуществл етс сравнение времен№лх Интервалов Тр и Tpj при распространении ультразвука по потоку среды и против него.
Длительность запрещак цих импульсо схемы 11 взаимного запрета меньше периода следовани запускающих имДульсов , однако она вл етс достаточно большой, чтобы запретить срабатывани триггеров от реверберационных помех, которые могут иметь место в исследуемой ,среде за счет многократного переотражени акустического сигнала от приемных преобразователей и излучател . По окончании генерировани запрещающих импульсов схемой 11 взаимного запрета триггеры 9 и 10 возвращаютс в исходное состо ние.
Взаимное выравнивание временных интервалов Трздо величины Тpi Т р2 - Т р осуществл етс системой автоматической подстройки в следующей последовательности. В зависимости- от того, переключилс ли триггер 9 или триггер 10, на выходе пол рного детектора 12 вырабатываетс посто нное напр жение, положительной или отрицательной пол рности. Это напр жение усиливаетс в усилителе 13 посто нного тока и подаетс на блок 14 электромеханичеекой перестройки акустической базы, который измен ет вдоль акустической баз.ы положение перестраиваемого преобразовател 4 так, чтобы выполн лось условие равенства времени распространени , ультразвукового сигнала в обоих каналах. В этом случае запускающие полосы поступают на входы триггеров 9 и 10 одновременно/ в результате триггеры 9 и 10 блокируютс схемой 11 взаимного запрета также одновременно и на выхо да пол рного детектора 12 имеет место напр жение, близкое или равное нулю. Напр жение на выходе усилител
13посто нного тока также становитс близким к нулю. В свою очередь блок
14перестройки акустической базы вместе с преобразователем 4 остаютс в прежнем положении, и это состо ние вл етс устойчивым до тех пор, пока не изменитс скорость потока средаа. При изменении скорости потока среды взаимное временное сравнение и выравнивание временных интервалов осуществл етс системой автоматической подстройки в описанной последовательности . .
Определение скорости потока производитс по величине перестройки
ДЬ акустической базы. Измерение перестройки ЛЬ акустической базы осуществл етс посредством преобразовател 15 линейного перемещени в частоту, св занного с перестраиваемлм преобразователем 4. Частота, генерируема преобразователем 15 линейного перемещени в частоту, оппредел етс величиной Ль перестройки преобразовател 4, котора в свою очередь определ етс скоростью потока среды. .Следовательно, частота преобразовател 15 вл етс мерой скорости потока среды. Кроме того, в данном устройстве осуществл етс поправка в измерени х скорости потока на врем распространени сигнала в среде в соответствии с формулой (5). Указанна поправка -вноситс посредством управл емого делител 16 частоты с помощью измерител 17 временных интервалов в следующей последовательности. Временной интервал Тр определ етс путем измерени времени распространени ультразвука от момента излучени генератором 1зондирующего-импульса до момента по влени приемного запу екающего импульса в формирователе од ного из каналов с учетом того, что Т р Т р2 Тр.. Дл этого зондирующий импульс с генератора 1 поступае на один вход измерител 17 временных интервалов, а запускающий импульс от формировател 7 коротких импульсов поступает, на второй вход измерител 17 временных интервалов.Длительност временного интервала Тр определ етс в измерителе 17 путем дискретного подсчета количества И высокостабильных периодов опорных колебаний, укладывающихс на временном отрезке длительностью Тр. Велишна N в кодовом виде подаетс на вправл ющий вход управл емого делител 16 частоты. В соответствии с этим управл емый делитель 16 «змен ет свой коэффициент делени , и частота на выходе делител 16 обратно пропорциональна количеству N импульсов , пр мо пропорциональному длительности временного интервала Тр. Таким образом, осуществл етс коррекци частоты, пропорциональной скорости потока, на врем распространени сигнала в среде. Результирующа частота с выхода управл емого делител 16 частоты подаетс на частотомер 18, KOTOpEJM регистрируетс как величина,., пр мо пропорциональна скорости поток а среды. Формула (5) дл определени скорости потока среды в соответствии с принципом работы устройства представл етс в виде К -| Kf (6) 2 Тр cosoi где К - коэффициент пропорциональности , учитывак ций размерность.} f - частота на выходе преобразовател 15 линейного перемещени в частоту f - siacTOxa на выходе управл емого делител 16 частоты f N - количество импульсов, пропорциональное длительности временного интервала Тр. Частотомер 18.измер ет частоту f котора пропорциональна измер емой величине скорости потока. Таким образом, предложенные способ и устройство позвол ют повысить точность измерени за счет замены измерени временного интервала измерением линейного перемещени , а также за счет введени поправки на скорость распространени ультразвука в измер емой среде.
Claims (2)
1. Ультразвуковой способ измерения скорости потока,включающий излучение ультразвуковых импульсов в направлении потока жидкости и против него, прием прошедших поток импульсов, сравнение их и введение компенсирующего воздействия путем перестрЬйки акустической базы, по величине которого судят о величине Измеряемой скорости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, компенсирующее воздействие начинают с момента выделения первого ЙМпульса одним из приемников и заканчивают по достижении равенства отрезков времени распространения импульсов по потоку и против него. g сь <1
СХ>
2. Ультразвуковой расходомер, содержащий расположенные на противоположных стенках трубопровода излучающий преобразователь, подключенный к генератору зондирующих импульсов, и два приемных преобразователя, подключенные через приемные усилители к схеме сравнения, выход которой чет рез усилитель подключен к блоку электромеханической перестройки, а также индикатор расхода, о т л и ча.ющий ся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены преобразователь линейного перемещения в частоту, управляемый делитель частоты и измеритель временного интервала, а схема сравнения выполнена в виде двух формирователей, двух триггеров, схемы взаимного ’запрета и полярного детектора, причем входы формирователей подключены к выходам приемных усилителей, их выходы через триггеры подключены к входам схемы взаимного запрета и полярного детектора, выходы схемы взаимного запрета подключены к управляющим входам триггеров, первый вход измерителя временных интервалов подключен к выходу генератора зондирующих импульсов, его второй вход подключен к выходу одного из формирователей, а выход - к первому входу управляемого делителя частоты, второй вход которого через преобразователь линейного перемещения подключен к приемному преобразователю, установленному в направлении по потоку с возможностью линейного перемещения, выход управляемого делителя частоты подключен к индикатору расхода..
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813297187A SU1068716A1 (ru) | 1981-06-02 | 1981-06-02 | Ультразвуковой способ измерени скорости потока и расходомер дл его осуществлени |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813297187A SU1068716A1 (ru) | 1981-06-02 | 1981-06-02 | Ультразвуковой способ измерени скорости потока и расходомер дл его осуществлени |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1068716A1 true SU1068716A1 (ru) | 1984-01-23 |
Family
ID=20961493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU813297187A SU1068716A1 (ru) | 1981-06-02 | 1981-06-02 | Ультразвуковой способ измерени скорости потока и расходомер дл его осуществлени |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1068716A1 (ru) |
-
1981
- 1981-06-02 SU SU813297187A patent/SU1068716A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
l.Aвтopcкoe свидетельство СССР , 735683, кл. G 01 F 1/66, 1978. г 2. Авторское свидетельство СССР ; 617683, кл. G 01 F 1/66, 1976; * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3023569B2 (ja) | 流体媒体内の音波バースト移動時間のデジタル式測定方法及び装置 | |
US3641817A (en) | Ultrasonic flowmeter | |
CA2233974A1 (en) | Digital speed determination in ultrasonic flow measurements | |
US4069713A (en) | Arrangement for determining liquid and gas flow rates | |
US3727454A (en) | Ultrasonic systems for carrying out flow measurements in fluids | |
US4388708A (en) | Method and apparatus for determining physical quantities | |
JPS5824730B2 (ja) | 超音波パルス反響厚み測定方法及び装置 | |
SE454554B (sv) | Anordning for utverdering av lengden av en metstrecka medelst loptidsmetning av impulssignaler | |
US3954008A (en) | Ultrasonic flow or current meter | |
US4389899A (en) | Apparatus for measuring the speed of flow of flowable media | |
SU1068716A1 (ru) | Ультразвуковой способ измерени скорости потока и расходомер дл его осуществлени | |
SU930169A1 (ru) | Способ определени рассто ни до места повреждени линии св зи | |
SU672494A1 (ru) | Компенсационный одноканальный ультразвуковой расходомер | |
SU853397A1 (ru) | Ультразвуковой расходомер | |
GB1562698A (en) | Device for measuring the flow speed of a fluid | |
SU761833A1 (ru) | Ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер 1 | |
SU1465715A2 (ru) | Гидрологический измеритель скорости звука | |
SU932240A1 (ru) | Ультразвуковой расходомер | |
SU690310A1 (ru) | Цифровой акустический уровнемер | |
SU1462114A1 (ru) | Устройство дл градуировки ультразвуковых расходомеров | |
SU1059432A2 (ru) | Ультразвуковой расходомер | |
SU1241157A2 (ru) | Измеритель параметров фазочастотной характеристики четырехполюсника | |
SU445837A1 (ru) | Ультразвуковой способ измерени расхода жидкости | |
JPH0447769B2 (ru) | ||
SU572648A2 (ru) | Ультразвуковой однокальнальный расходомер |