SU1476311A1

SU1476311A1 - Ультразвуковой расходомер

Info

Publication number: SU1476311A1
Application number: SU864136356A
Authority: SU
Inventors: Пранас-Бернардас Пранович Милюс; Юозас Антанович Мотеюнас
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date: 1986-07-30
Filing date: 1986-07-30
Publication date: 1989-04-30

Abstract

Изобретение относитс к ультразвуковой расходоизмерительной гидродинамической технике и может быть использовано при создании контрольно-измерительной аппаратуры. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени расхода. К схеме измерени расхода добавлены волноводный пьезопреобразователь 7, импульсный генератор 8, коммутатор 9, временной селектор 10, детектор 11, усилитель 12 переменного напр жени и управл емый аттенюатор 5, которые позвол ют производить коррекцию вычисленной величины расхода в зависимости от того, ламинарный или турбулентный поток проходит через трубопровод. Это обеспечиваетс периодическим зондированием среды в трубопроводе 3 с помощью импульсного генератора 8, коммутатора 9 и волноводного пьезопреобразовател 7. На выходе детектора 11 имеетс посто нное напр жение, если поток ламинарный, и пульсирующее - при турбулентном потоке. Это напр жение измен ет коэффициент передачи управл емого аттенюатора 5, внос необходимую коррекцию в величину расхода. 1 ил.

Description

NU

J

о со

Изобретение относитс к ультразвуковой гидродинамической технике и может быть использовано при создании контрольно-измерительной аппаратуры.

Цель изобретени - повышение точности измерени расхода.

На чертеже показана блок-схема ультразвукового расходомера.

Схема содержит два пьезопреобразова- тел 1 и 2, установленные на трубопроводе 3, измерительную схему 4, управл емый аттенюатор 5, индикатор б расхода, волновод- ный пьезопреобразователь 7, генератор 8, коммутатор 9, временной селектор 10, детектор 11, усилитель 12 переменного напр жени .

Известно, что гидродинамическое состо ние потока жидкости характеризуетс числом Рейнольдса Re- Критическое число Рейнольдса, при котором происходит переход ламинарного течени в турбулентное, приблизительно равно Re 2300. При ламинарном режиме движени скорость потока в трубопроводе измен етс по закону параболы. С переходом в турбулентное течение начинаетс выравнивание эпюры распределени скорости по сечению потока. Поэтому каждый турбулентный поток можно представить как собственное движение турбулентных образований, налагающихс на осредненное движение. При турбулентном течении эти образовани то возникают, то распадаютс . Чем ближе к стенке трубопровода, тем неравномернее и крупнее амплитуда пульсаций скорости. Это вли ет на эпюру распределени скорости, а тем самым, и на выбор математического алгоритма дл определени расхода жидкости по трубопроводу.

Устройство работает следующим образом.

На трубопроводе 3 диаметром D установленные пьезопреобразователи 1 и 2 поочередно возбуждаютс генератором электрических импульсов схемы 4 измерени . Возбужденный электрическим сигналом пьезопреобразователь излучает акустический сигнал , который проходит жидкость в трубопроводе и возбуждает другой пьезопреобразователь .

Измерительна схема 4 определ ет скорость течени по формуле

(-%Ј-),

где а - угол между вектором распространени ультразвука и вектором скорости течени ;

Т|,Т2 - врем распространени ультразвука по Т2 и против TI направлени потока жидкости. Электрический сигнал, пропорциональный скорости потока, из измерительной схемы 4 поступает на управл емый аттенюатор 5. Одновременно с измерением скорос

ти потока происходит измерение турбулентности в трубопроводе. Это происходит следующим образом. Импульсным генератором

8вырабатываютс импульсы, которые через коммутатор 9 подаютс на волноводный пьезопреобразователь и возбуждают его. Акустические сигналы проход т волновод и отражаютс от пограничного сло течени . Отраженные акустические сигналы проход т волновод и возбуждают пьезопреобразователь . Электрические сигналы, соответствующие отраженным, через коммутатор

9и временной селектор 10 поступают на детектор 11. Временной селектор пропускает только импульс, отраженный от пограничного сло потока в трубопроводе. Сигнал детектируетс детектором 11, усиливаетс усилителем 12 переменного напр жени и подаетс на управл емый аттенюатор 5. Этот электрический сигнал, пропорциональный турбулентности потока, и

0 управл ет аттенюатором 6, выход которого подключен к индикатору, градуированному единицами расхода. В зависимости от режима движени потока в трубопроводе 3 на выходе детектора 11 имеетс посто5 нное напр жение при ламинарном потоке и пульсирующее напр жение - при турбулентном потоке. Известно, что расход при турбулентном потоке уменьшаетс по сравнению с ламинарным пропорционально величине Х- :

QSTD Vf /га zH

Q

JTD2-V

,п

(1-1,5)

i с J ц

где Q - расход;

D- диаметр трубопровода;

С - скорость течени ;

9t-бездименсионна величина, завис ща от турбулентности течени .

Так коррекци на турбулентность потока позвол ет повысить точность измерени расхода в измерител х.

Claims

Формула изобретени

Ультразвуковой расходомер, содержащий отрезок трубопровода с установленными первым и вторым пьезоэлектрическими преобразовател ми и подключенную к ним измерительную схему, индикатор расхода , отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени расхода в широком диапазоне, в него введен волноводный пьезопреобразователь, импульсный генератор , коммутатор, временной селектор, детектор, усилитель переменного напр жени и управл емый аттенюатор, причем первый выход импульсного генератора через коммутатор подключен, к волноводному пье- зопреобразователю, установленному на

стенке трубопровода, выход коммутатора через временной селектор, детектор и усилитель переменного напр жени подключен к

управл ющему входу управл емого аттеню- к индикатору расхода, при этом второй выход атора, подключенного сигнальным входом импульсного генератора подключен к управ- к выходу измерительной схемы, а выходом - л ющему входу временного селектора.