SU1649280A2 - Ultrasonic sigle-channel flow meter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам, используемым дл  измерени  расходов жидких сред, в частности пульсирующих и быстропеременных потоков. Цель изобретени  - повышение динамической точности измерени  быстропеременных и пульсирующих расходов жидкости. Расходомер работает в два такта: по потоку и против потока. Импульс управл емого генератора поступает в одном из тактов через ключ 3, триггер 7, формирователь 13 и ключ 4 на излучающий преобразователь, проходит поток и принимаетс  приемным преобразователем . Прин тые сигналы поступают на временной селектор 8 и через ключ 10 поступают либо на интегратор 11 (12) с большой посто нной времени, либо на интегратор 21 (22) с малой посто нной времени , который управл ет частотой генератора 1 (2). Выбор интегратора осуществл етс  дополнительным каналом управлени  частотой генератора, который может быть выполнен из двух делителей ча- . стоты 17 и 18, схемы ИЛИ 19 и дополнительного временного селектора 20, Расходомер позвол ет сглаживать пульсации измер емой выходной величины, а при скачкообразных изменени х среднего значени  расхода уменьшить динамическую погрешность измерени . 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to devices used to measure the flow of liquid media, in particular, pulsating and rapidly varying flows. The purpose of the invention is to increase the dynamic accuracy of the measurement of fast-variable and pulsating fluid flow rates. The flow meter operates in two cycles: downstream and upstream. The impulse of the controlled oscillator enters in one of the cycles through the key 3, the trigger 7, the driver 13 and the key 4 to the radiating transducer, passes a stream and is received by the receiving transducer. The received signals arrive at the time selector 8 and through the key 10 come either to integrator 11 (12) with a large time constant, or to integrator 21 (22) with a small time constant that controls the frequency of generator 1 (2). The integrator is selected by an additional frequency control channel of the oscillator, which can be made of two divider cha-. Stages 17 and 18, the OR 19 circuit and the additional time selector 20, the Flow Meter allows to smooth out the pulsations of the measured output value, and with sudden changes in the mean flow rate, reduce the dynamic measurement error. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

о гоabout go

0000

оabout

Изобретение относитс  к устройствам, используемым дл  измерени  расходов жидких сред, в частности пульсирующих и быстропеременных потоков.The invention relates to devices used to measure the flow of liquid media, in particular, pulsating and rapidly varying flows.

Целью изобретени   вл етс  повышение динамической точности измерени  расходов быстропеременных и пульсирующих потоков жидкости.The aim of the invention is to increase the dynamic accuracy of measuring the flow rates of rapidly varying and pulsating fluid flows.

На чертеже изображена блок-схема ультразвукового расходомера.The drawing shows a block diagram of an ultrasonic flow meter.

Расходомер содержит первый 1 и второй 2 управл емые импульсные генераторы, соединенные через первый 3 и второй 4 ключи с ультразвуковыми преобразовател - ми 5 и 6. Канал управлени  частотой генераторов выполнен в виде триггера со счетным входом, соединенного с выходом генераторов, и временногосэлектора 8, входы которого соединены с выходами триггера 7. Измерительный вход селектора 8 через третий ключ 9 содинеи с преобразовател ми 5 и б, а выходы селектора 8 через четвертый ключ 10 и первый 11 и второй 12 интеграторы соединены с управл ющими входами генераторов 1 и 2. Расходомер включает в себ  также формирователь 13 зондирующих импульсов, усилитель-формирователь 14 прин тых сигналов, измеритель 15 разносш частот и коммутирующее устройство 16, упргол ющее работой ключей. Дополнительный канал 17 управлений мас- тотой импульсных генераторов может быть выполнен, например, в виде делител  18, схемы ИЛИ 19 и второго временного селектора 20, выход которого через ключ 10 подключен к входам третьего 21 и четвертого 22 интеграторов с посто нной времени меньшей , чем у интеграторов 11 и 12.The flow meter contains the first 1 and second 2 controlled pulse generators connected via the first 3 and second 4 keys with ultrasonic transducers 5 and 6. The frequency control channel of the generators is designed as a trigger with a counting input connected to the output of the generators, and a time electromotive 8, the inputs of which are connected to the outputs of trigger 7. The measuring input of the selector 8 through the third key 9 is combined with converters 5 and b, and the outputs of the selector 8 through the fourth key 10 and the first 11 and second 12 integrators are connected to the control inputs s generators 1 and 2. The flowmeter also includes a generator 13, a sounding pulse, the amplifier shaper 14-received signals, the meter 15 raznossh and frequency switching device 16, operation keys uprgol yuschee. The additional channel 17 of the control of the pulse generator frequency can be performed, for example, in the form of a divider 18, an OR 19 circuit and a second time selector 20, the output of which through the key 10 is connected to the inputs of the third 21 and fourth 22 integrators with a constant time less than at integrators 11 and 12.

Расходомер работает з два такта: по потоку и против потока. В такте по потоку импульсы управл емого генератора через ключ 3 подаютс  на входы триггера 7 и на делители 17 и 18 частоты. Одновременно первым импульсом генератора 1 через формирователь 13 и ключ 4 возбуждаетс  передающий преобразователь 5. Ультразвуковой импульс спуст  врем  tt через преобразователь б, ключ 9, усилитель 14 подаетс  на вход селекторов 8 и 20. На их другие входы подаютс  опорные сигналы с выхода триггера 7, а также через схему и/Ш 19 - с делителей 17 и 18. В зависимости от временного расположени  приемного сигнала относительно опорного импульса на выходе временного селектора 8 по вл ютс  импульсы отрицательной или положительной пол рности определенной длительности , которые через ключ 10 и интегратор 11 с большей посто нной времени управл ют частотой следовани  импульсов генератораThe flow meter operates for two cycles: downstream and downstream. In the flow cycle, the pulses of the controlled oscillator through the key 3 are fed to the inputs of the trigger 7 and to the frequency dividers 17 and 18. At the same time, the first pulse of the generator 1 through the driver 13 and the key 4 excites the transmitting transducer 5. The ultrasonic pulse after time tt through the converter b, the key 9, the amplifier 14 is fed to the input of the selectors 8 and 20. At their other inputs, the reference signals from the trigger output 7, and also through the scheme and / Ш 19 - with dividers 17 and 18. Depending on the temporal location of the receiving signal relative to the reference pulse, the pulses of negative or positive polarity appear at the output of the temporary selector 8 duration, which via switch 10 and an integrator 11 with a larger time constant is controlled by the pulse frequency generator sequencers

1, Так работает устройство в режиме слежени .1, This is how the device operates in tracking mode.

При поступлении приемного сигнала на вход селектора 8 вне диапазона импульсовWhen the receiving signal to the input of the selector 8 outside the range of pulses

режима слежени  его выходные сигналы через ключ 10 подключаютс  к интегратору с малой посто нной времени. При этом осуществл етс  быстра  перестройка частоты генератора 1.tracking mode its output signals through the key 10 are connected to the integrator with a small time constant. In this case, the frequency tuning of the generator 1 is carried out quickly.

0 Пор док подключени  выхода ключа 10 к интеграторам 11 и 21 осуществл етс  сигналами временного селектора 20 следующим образом.0 The order of connecting the output of the key 10 to the integrators 11 and 21 is effected by the signals of the time selector 20 as follows.

В зависимости от расположени  во вре5 мени приемного сигнала относительно опорных на входе селектора 20 на его выходе по вл ютс  импульсы положительной или отрицательной пол рности, которыми определ етс  пор док подключени  выход0 ных цепей ,-люча 10 к входу интеграторов 11 и 21.Depending on the location of the receiving signal relative to the reference at the input of the selector 20, at its output, pulses of positive or negative polarity appear, which determine the order of connection of the output circuits, key 10 to the input of the integrators 11 and 21.

При цикле измерени  против потока происход т аналогичные операции. При этом происходит управление периодом сле5 давани  импульсов генератора 2.In the counter-flow measurement cycle, similar operations occur. In this case, the control of the period of the following 5 pulses of the generator 2 occurs.

Таким образом, в первый момент после включени  устройства в работу и при скачкообразных изменени х среднего значени  расхода функционирует канал с меньшейThus, at the first moment after switching on the device into operation and with abrupt changes in the mean value of the flow rate, the channel with less

0 посто нной времени и осуществл етс  быстра  подстройка частот импульсных генераторов 1 и 2. Режим поиска продолжаетс  до того времени, когда приемный сигнал располагаетс  а определённом временном ди5 зпазоне. Далее в режиме слежени  Функционирует другой канал, который реагирует только на медленные изменени  среднего значени  расхода.0 is a constant time and fast frequency tuning is performed for pulsed oscillators 1 and 2. The search mode continues until the time when the receiving signal is located in a certain time interval. Further in the tracking mode, another channel functions, which responds only to slow changes in the mean value of the flow.

Дополнительный канал управлени  моQ жет быть также выполнен в виде последова- тельно соединенных временного различител , блока задержки и временного селектора.The additional control channel can also be made in the form of serially connected time discriminator, delay unit and time selector.

Использование предлагаемого расхо5 домера позвол ет сглаживать флуктуации измер емой выходной величины, а при скачкообразных изменени х среднего значени  расхода уменьшить динамическую погрешность .The use of the proposed flow meter allows smoothing out fluctuations of the measured output value, and, with sudden changes in the mean value of the flow rate, reduces the dynamic error.

00

Claims (2)

Формула изобретени  1,Ультразвуковой одкоканальный расходомер по авт. св. № 523285, отличающийс  тем, что, с целью повышени Claim 1, Ultrasonic single channel flow meter according to ed. St. No. 523285, characterized in that, in order to increase 5 динамической точности измерени  расходов быстропеременных и пульсирующих потоков жидкости, в него введен дополнительный канал управлени  и третий и четвертый интеграторы, подключенные входами к выходу четвертого ключа, а аыхо5 1649280б5 of the dynamic accuracy of measuring the flow of rapidly varying and pulsating fluid flows, an additional control channel and the third and fourth integrators, connected by inputs to the output of the fourth key, are introduced into it, and ayho5 1649280b дами - к входам первого и второго импуль-ни  выполнен в виде последовательно соесных генераторов соответственно, причемдиненных делител , схемы ИЛИ и второгоDami - to the inputs of the first and second pulses are made in the form of sequentially coaxial generators, respectively, and the single divider, the OR circuit and the second дополнительный канал управлени  первымвременного селектора, причем вход деливходом соединен с входом триггера, вторымтел   вл етс  первым входом канала упвходом соединен с выходом усилител -фор-5 равлени , второй вход второгоan additional control channel of the first time selector, where the input is connected to the trigger input, the second body is the first channel input connected to the output of the –for-5 control amplifier, the second input of the second мировател , а выходом - с входом четверто-временного селектора  вл етс  его втого ключа.рым входом, а выход второго временногоworldviewer, and the output, with the input of the fourth-time selector, is his own key, the input, and the output of the second time 2.Расходомер по п. 1,отличающий-селектора  вл етс  выходом канала упс   тем, что дополнительный канал управле-равлени .2. A flow meter according to claim 1, the distinguishing-selector is the output of the channel, in that the additional control-control channel.