SU572648A2 - Ultrasonic single-channel flowmeter - Google Patents

Description

1one

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

Известен ультразвуковой одноканальный расходомер по авт. свид. N° 523285, содержащий два управл емых импульсных генератора , соединенных через ключи с преобразовател ми , схему управлени  частотой и измеритель разности частот. Схема управлени  частотой содержит триггер со счетным входом, соединенным с выходами генераторов. Оба выхода триггера соединелы с входами опорного сигнала временного селектора, изме;рительный вход которого соединен с преобразовател ми , а оба выхода селектора черёз интеграторы соединены с управл ющими входами генераторов.Known ultrasonic single-channel flow meter for ed. swith N ° 5,23285, comprising two controlled pulse generators connected via converter keys, a frequency control circuit and a frequency difference meter. The frequency control circuit contains a trigger with a counting input connected to the generator outputs. Both outputs of the trigger are connected to the inputs of the reference signal of the time selector, the measurement input of which is connected to the transducers, and the two outputs of the selector switch are connected to the control inputs of the generators.

Такой расходомер измер ет среднее значение объемного расхода жидкости и не реагирует на быстрые изменени  расхода относительно его среднего значени , в результате чего при измерени х возникают дополнительные ногрещности.Such a flow meter measures the average value of the volumetric flow rate of the liquid and does not respond to rapid changes in the flow rate relative to its average value, as a result of which additional measurements are generated during measurements.

Дл  повышени  точности измерени  быстропротекающих и пульсирующих расходов жидкости в предлагаемый зльтразвуковой оДноканальный расходомер введены две схемы ИЛИ, интегратор, дифференцирующее устройство и два измерительных блока, один из которых подключен непосредственно, а другой - через дифференцирующее устройство к выходу интегратора, входы которого, в своюTo improve the measurement accuracy of fast-flowing and pulsating fluid flow rates, two OR schemes, an integrator, a differentiating device and two measuring units, one of which is connected directly, and the other through a differentiating device to the output of the integrator, whose inputs are connected, are introduced into the proposed ultrasonic single-channel flow meter.

очередь, соединены через схемы ИЛИ и ключ с выходами временного селектора.the queue is connected via the OR circuit and the key with the outputs of the temporary selector.

На чертеже представлена блок-схема описываемого расходомера, содержащего два управл емых импульсных генератора 1 н 2,The drawing shows a block diagram of the described flow meter comprising two controlled pulse generators 1 n 2,

соединенных через ключи 3 и 4 с ультразвуковыми преобразовател ми 5 и 6. Схема управлени  частотой генераторов выполнена в виде триггера 7 со счетным входом, соединенным с выходом генераторов, и временногоconnected via switches 3 and 4 with ultrasonic transducers 5 and 6. The generator frequency control circuit is designed as a trigger 7 with a counting input connected to the generator output, and a temporary

селектора 8, входы опорного сигнала которого соединены с выходами триггера 7. Измерительный вход селектора 8 через ключ 9 соединен с преобразовател ми 5 и 6, а выходы селектора через ключ 10 п интеграторы 11the selector 8, the inputs of the reference signal of which are connected to the outputs of the trigger 7. The measuring input of the selector 8 through the switch 9 is connected to the converters 5 and 6, and the outputs of the selector through the switch 10 and the integrators 11

и 12 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 разности частотand 12 are connected to the control inputs of generators 1 and 2. The flow meter also includes a shaper 13 of probe pulses, an amplifier shaper 14 of received signals, a meter 15 of the frequency difference

и коммутирующее устройство 16, управл ющее работой ключей. Дополнительно введенный в расходомер интегратор 17 с посто нной времени, много меньщей, чем у интеграторов И и 12, соединен через схемы ИЛИ 18 ц 19and a switching device 16 controlling the operation of the keys. The integrator 17, additionally introduced into the flowmeter, with a time constant much shorter than that of the integrators AND and 12, is connected through the circuits OR 18 q 19

и ключ 20 с выходами временного селектораand key 20 with temporary selector outputs

8. К выходу интегратора 17 подключены два измерительных блока 21 и 22, один из которых соединен с интегратором через дифференцирующее устройство 23.8. Two measuring units 21 and 22 are connected to the output of the integrator 17, one of which is connected to the integrator via a differentiating device 23.

Расходомер работает следующим образом. При цикле измерени  в одном направлении, например по потоку (что достигаетс  соответствующей коммутацией ключей), импульсы генератора 1 поступают на вход триггера 7. От положительного перепада с одного плеча триггера срабатывает формирователь 13. Кроме этого, перепады с обоих плеч триггера поступают на входы опорного сигнала селектора 8. После прохождени  через измер емую жидкость импульсы подаютс  на измерительный вход селектора. Амплитуда импульсов на выходе селектора зависит от длительности временного интервала между опорным и прин тым импульсами. После интегрировани  сигналы с селектора поступают на управл ющий вход генератора, причем период следовани  импульсов измен етс  пропорционально времени прохождени  ультразвукового импульса по потоку. Аналогично схема работает при следующем цикле измерени , т. е. против потока. Разность частот следовани  измер етс  измерителем 15.The flow meter works as follows. During a measurement cycle in one direction, for example, along the flow (which is achieved by appropriate switching of keys), generator 1 pulses arrive at trigger input 7. Shaper 13 is triggered from a positive differential from one arm of a trigger. In addition, differences from both arms of a trigger go to reference inputs the selector signal 8. After passing through the liquid to be measured, pulses are applied to the measuring input of the selector. The amplitude of the pulses at the selector output depends on the duration of the time interval between the reference and the received pulses. After integration, the signals from the selector are fed to the control input of the generator, and the pulse period varies in proportion to the time the ultrasonic pulse travels through the flow. Similarly, the circuit operates during the next measurement cycle, i.e. against the flow. The difference in the following frequencies is measured by the meter 15.

При наличии пульсации расхода жидкости относительно его среднего значени  но вл етс  временной сдвиг между опорным и прин тым сигналами. Поэтому на выходах временного селектора 8 импульсы будут иметь разную длительность. Коэффициент передачиIf there is a ripple of fluid flow relative to its average value, there is a time shift between the reference and the received signals. Therefore, the outputs of the temporary selector 8 pulses will have a different duration. Transfer ratio

системы выбираетс  таким, чтобы это изменение длительности импульсов не вли ло на работу интеграторов И и 12. Поэтому импульсы с выходов селектора 8 через ключ 20 и схемы ИЛИ 18 и 19 подаютс  на входы интегратора 17, посто нна  времени которого выбираетс  много меньшей, чем у интеграторов 11 и 12. Па выходе интегратора 17 по вл етс  ступенчатое напр лсение, которое подаетс  на измерительный блок 21, где преобразуетс , например , в частоту повторени  импульсов. С другого выхода интегратора 17 посто нное напр жение подаетс  на дифференцирующее устройство 23, сигнал на выходе которого будет пропорционален изменению во времени расхода жидкости. Это позвол ет с помощью измерительного блока 22 измер ть амплитуду и частоту пульсаций расхода жидкости.the system is chosen so that this change in pulse duration does not affect the operation of integrators I and 12. Therefore, pulses from the outputs of the selector 8 through the key 20 and the OR circuit 18 and 19 are fed to the inputs of the integrator 17, the time constant of which is chosen much less than that of integrators 11 and 12. A stepwise voltage appears at the output of the integrator 17, which is fed to the measuring unit 21, where it is converted, for example, to a pulse repetition rate. From another output of the integrator 17, a constant voltage is applied to a differentiating device 23, the output signal of which will be proportional to the change in the flow rate of the fluid. This allows measuring unit 22 to measure the amplitude and pulsation frequency of the fluid flow.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Ультразвуковой одноканальный расходомер по авт. свид. № 523285, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности измерени  быстропротекающих и пульсирующих расходов жидкости, в него введены две схемы ИЛИ, интегратор, дифференцирующее устройство и два измерительных блока, один из которых подключен непосредственно, аUltrasonic single-channel flow meter at aut. swith No. 523285, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy of fast flowing and pulsating fluid flow rates, two OR schemes, an integrator, a differentiating device and two measuring units, one of which is directly connected, are introduced into it, другой - через дифференцирующее устройство к выходу интегратора, входы которого, в свою очередь, соединены через схемы ИЛИ и ключ с выходами временного селектора.the other is through a differentiating device to the integrator output, the inputs of which, in turn, are connected via the OR circuit and the key to the outputs of the time selector.