SU708228A1 - Измеритель скорости потока - Google Patents

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ПОТОКА

I

Изобретение относитс  к области Электроакустики и ультразвуковой техники и может быть использовано, в часности , дл  измерени  скорости потока жидких и газообразных сред, а такйсе дл  измерени  скорости перемещени  тел в данных сред.ах.

Известны устройства дл  измерени  скорости потока текущих сред, основанные на одноканальном фазовом методе С попеременной коммутацией ГП.

Недостатком этих устройств  вл етс то, что под воздействием компонент потока , обусловленных температурными и концентрационными изменени ми скорости ультразвука нулевые, (рабочие) точки фазоизмерительных устройств непрерывно дрейфуют, что приводит к уменьшению чувствительности устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство , содержащее генератор, подключенный через первый модул тор к первому электроакустическому преобразователю

И к селектирующему входу второго фазо- измерительного устройства, через второй модул тор - к второму электроакустическому преобразователю и к селектирующему Входу первого фазоизмерительного устройства, через регулируемый фазовращатель - к входам опорного сигнала, обоих фазоизмерительных устройств, а через блок коммутации к управл ющим входам первого и второго модул торов и фазоизмернтельных устройств L2J.

Недостатками устройства  вл- ютс  недостаточна  точность и линейность измерений из-за изменени  крутизш 1 преобразовани  скорости потока в электрический сигнал (в результате интерференционных  влений в акустическом тракте) под действием дестабилизирующих факторов в виде температурньсх и ко щентра дионных изменений скорости ультразвука, изменени  рассто ни  между электроакустическими преобразовател ми, ухода частоты колебаний генератора. Кроме того, способ автоматического вырапиивани  фаз сигналов на входах фазоизмерителькых устройств, примененный в известном устройстве, приводит к дополнительной погрешности, обусловленной тем, что ошибка слежени  замкнутой системы автоматики полностью присутствует на выходе основного фазоизмерительного устройства.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известное устройство введены блок управлени  и соединенные параллельно разностный элемент и сумматор, входы которых, соединены с выходами фазоизмерительных устройств, а выход сумматора через блок управлени  соединен с управл ющим входом генератора.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что в предлагаемом устройстве обес; ечиваетс  автоматическое поддержание посто нства средней волновой разности в акустическом тракте, чем достигаютс  посто нство и линейность крутизны преобразовани  скорости потока в выходное напр жение, так как последнее однозначно св зано со средним значением волновой разности в акустическом тракте

На чертеже приведена схема предложенного устройства.

Устройство состоит из генератс а 1 синусоидальных колебаний, первого и второго модул торов 2 и 3 первого и второго электроакустических преобразователей 4 и 5, блока 6 коммутации, первого и второго фазоизмерительных устройств 7 и 9, регулируемого фазовращател  8, разностного элемента 10, сумматора 11, блока 12 управлени .

Устройство работает следующим образом . Генератор 1 вырабатывает синусоидальное напр жение высокой частоты , которое . через модул торы 2 и 3 попеременно поступает на электроакустические преобразователи 4 и 5 и непосредственно на блок коммутации 6, формирующий импульсный низкочастотны управл ющий сигнал, который попере- . менно открывает модул торы,

В одном из тактов коммутации открыт модул тор 2, и элел троакустическ преобразователь 4 излучает пакет акустических колебаний по потоку. Электроакустический преобразователь 5 в это врем  принимает- акустические колебани и преобразует их в электрический СИ1 нал, поступающий на фазоизмерительное

ус1ройство 7. Фазоизмерительное устройство 7 открыто тем же коммутирующим импут сом, что и модул тор 2. На Фазоизмерительное устройство 7 через регулируемый фазовращатель 8 поступает также опорное напр жение генератора 1.

В другом такте коммутсщии модул тор 2 закрыт и открыт модул тор 3, через который на электроакустический преобразователь 5 поступает высокочастотный сигнал генератора 1. Электроакустический преобразователь 5 излучает акустические колебани  против потока , которые принимаютс  Электроакустическим преобразователем 4 и поступают на Фазоизмерительное устройство 9 открытое тем же низкочастотным импульсом , что и модул тор 3. На второй вход фазоизмерительного устройства 9 через регулируемый фазовращЬтель-8 поступает опорное высокочастотное напр жение генератора 1.

Таким образом, на выходах фазоизмерительных устройств 7, 9 формируютс  равные по модулю, но противоположн по знаку напр жени , пропорциональные скорости потока. Поступа  на разностны элемент 10, напр жени  с выходов фазо измерительных устройств 7, 9 вычитаютс , и в результате получаетс  сигнал, пропорциональный скорости потока исследуемой среды.

Claims (2)

1. При воздействии дестабилизирующих факторов в виде температурных и концентрационных измерений скорости ультразвука , изменени  рассто ни  между электроакустическими преобразовател ми 4, 5 измен етс  средн   волнова  разность в акустическом тракте, и нулевые (рабочие) точки фазоизмерительных устройств 7, 9 смещаютс  в одном направлении (положительном или отрицательном ). На выходе сумматора при этом по вл етс  сигнал, пропорциональный изменению среднего значени  волновой разности и не независ щий от скорости потока. Напр жение с выхода сумматора 11 поступает через блок управлени  12 на управл ющий вход генератора 1 и мен ет его частоту до тех пор, пока не восстановитс  исходна  средн   волнова  разность в акустическом тракте. Блок управлени  12 .формирует требуемые динамические характеристики системы автоглатической подстройки частоты генератора 1. Регулировкой фазовращател  8 измен етс  отслеживаемое системой автоматики среднее значение волновой разности и, соответственно, достигаетс  режим, при котором волнова  разность кратна целому числу полуволн акустических колебаний , что соответствует наилучшей линейности преобразовани  скорости потока исследуемой среды в электрический сигнал . Формула изобр е т е н и   Измеритель скорости потока, содержа щий генератор, подключенный через первый модул тор к первому электроакустическому преобразователю и к селектирующему входу BTopoJX) фазойзмерительного устройства, через второй модул торк второму электроакустическому преофа зователю и к селектирующему входу первого фазодзмерительного устройства, через регулируемый фазовращатель к входам опорного сигнала обоих фазоизмерительных устройств, а через блок коммутации - к управл ющим входам первого и второго модул торов и фазоизмерительных устройств, отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введен блок управлени  и соединенные параллельно разгюстный элемент и сумматор, которых соединены с выходами фазоизмерительных устройств, а выход сумматора через блок управлени  подключен к управл5пощему входу генератора. Источники информа ии, прин тые во внимание при экспертизе 1.Бражников Н« И. Ультразвукова  фазометри . Энерги , М., 1968, с. 181-248.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 148253, кл. Gi-01 Р 5/00, 1961, (прототип).