SU794532A1 - Ультразвуковой измеритель ско-РОСТи дВижЕНи жидКОСТи - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области ультразвуковых измерений и может быть использовано в устройствах дл  измерени  скорости движени  жидкости, расходомерах.

Известны ультразвуковые измерители скорости движени  жидкости, содержащие два пьезопреобразовател , генератор, усилители , фильтры-пробки, делители частоты и фазоизмерительную схему 1.

Недостатком таких устройств  вл етс  сложность схемы ввиду наличи  делителей, избирательных и режекторных устройств.

Наиболее близким к изобретению техническим решением  вл етс  ультразвуковой измеритель скорости движени  жидкости, содержащий генератор качающейс  частоты , первый и второй электроакустический преобразователи, расположенные в контро 1ируемой среде, усилитель, соединенный с генератором качающейс  частоты, и формирователь периодов биений, подключенный ко входу вычислительного блока .

Недостатком его  вл етс  больша  погрешность измерений вследствие того, что не учитываютс  высокочастотные пульсации движени  среды, а также из-за повышенной чувствительности устройства к наличию наводки, распростран ющейс  быстрее , чем полезный сигнал.

Цель изобретени  - повышение точности измерений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в предлагаемый измеритель скорости движени  жидкости введены второй усилитель, подключенный к выходу генератора качающейс  частоты, и дополнительный формирователь периодов биений, выход которого подсоединен ко второму входу вычислительного блока, при этом входы первого и второго формирователей периодов биени  раздельно подключены к общим точкам соединени  выхода соответствующего усилител  и одного из электродов электроакустического преобразовател .

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого ультразвукового измерител  скорости движени  жидкости.

Измеритель скорости движени  жидкости содержит генератор 1 качающейс  частоты , электроакустические преобразователи 2 и 3, размещенные в контролируемой среде , первый и второй усилители 4 и 5, формирователи 6 и 7 периодов биений и вычислительный блок 8. Выход генератора 1 качающейс  частоты, имеющего пр молинейный закон изменени  частоты, подключен ко входам первого и второго усилителей 4 и 5. Входы первого и второго формирователей 6 и 7 периодов биений раздельно подключены к оощим точкам соединени  выхода усилител  4 и одиого из электродов электроакустического преобразовател  2, выхода усилител  5 и одного из электродов электроакустического преобразовател  3. Каждый из формирователей 6 и 7 выполнен, например, в виде амплитудного детектора и пороговой схемы. Выходы формирователей 6 и 7 подключены соответственно к первому и второму входам вычислительного блока 8, который вырабатывает сигнал, пропорциональный разности периодов биений .

Предлагаемый ультразвуковой измеритель скорости движени  жидкости работает следующим образом.

На электроакустические преобразователи 2 и 3 поступает напр жение генератора 1 качаюпдейс  частоты через раздельные усилители 4 и 5. Излучаемые каждым преобразователем в направлении друг друга, ультразвуковые волны распростран ютс  по и против направлени  движени  контролируемой среды и достигают другого преобразовател  с опоздани ми, равными .-:-к

V + С

I соответственно, где / - рассто ние

V -С

между преобразовател ми; V - скорость движени  среды; С - скорость ультразвука в среде.

Частота ультразвука, излучаемого в некоторый момент времени преобразователем 2, и частота волн, излученных преобразователем 3 и достигающих в данный момент времени преобразовател  2, отличаютс  на величину

Д/ -J J -Q-V

где А - скорость изменени  частоты. Волны , поступающие от преобразовател  3, принимаютс  преобразователем 2 и преобразуютс  им в электрические колебани , которые, однако, на выход генератора 1 не проход т, так как усилитель 4 обладает однонаправленными свойствами передачи энергии. При малом поглощении ультразвука в жидкости в средней точке делител , составленного из выходного сопротивлени  усилител  4 и электрического импеденса преобразовател  2, образуютс  биени  сигналов двух частот: излучаемого и принимаемого . Период биений Г; равен

Т L J- -

А/, к I

Аналогично в средней точке делител ,составленного из выходного сопротивлени  усилител  5 и электрического импеданса преобразовател  3, образуютс  биени  сигналов с периодом

„, 1 С 4- V - к ГСигналы с преобразователей 2 и 3 постуиают на входы формирователей 6 и 7 периодов биени . На выходе их выдел ютс  сигналы с длительност ми TI и Т соответственно . Вычислительный блок 8 вырабатывает сигнал

2К К1

Т Т -

у 21 -

то есть пропорциональный измер емой величине - скорости жидкости. Этот сигнал может быть представлен в цифровом коде или любом друго.м виде, удобном дл  индикации .

Предлагаемый измеритель отличаетс  простотой выполнени , а также высокой точностью измерений благодар  тому, что в

вычислительный блок непрерывно поступает информаци , на основании которой вычисл етс  скорость. Обработка и преобразование прин тых сигналов, например, в цифровой код, вывод результатов и индикаци  осуществл етс  любыми известными средствами. Кроме того, устройство нечувствительно к наводкам, распростран ющимс  со скоростью во много раз большей скорости ультразвука.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство

СССР № 522469, кл. G 01Р 3/64, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 494693, кл. G 01Р 5/00, 1973 (прототип ).