SU879306A2 - Ультразвуковой частотно-импульсный расходомер - Google Patents

Description

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ Изобретение относитс  к технике ультразвуковых измерений, в частности к области измерени  расхода веществ , и может быть использовано в нефт ной, химической, металлургичес кой и других отрасл х промышленност По авт.св. № 802791 известен ульт развуковой частотно-импульсный расходомер , содержащий по крайней мере, одно синхрокольцо, состо щее из последовательно соединенных усилител формировател , схемы запрета, формировател  импульсов возбуждени  и аку стического преобразовател , схему поиска и фазовой автоподстройкй, выход которой соединен с входом управл емого автогенератора запускающих импульсов, выход которого подключен к. входам измерительного блока запоминающего элемента, схемы поиска и фазовой автоподстройки и схемы И, другой вход которой соединен с выходом запоминающего элемента, а выход с входами формировател  импульсов и схемы запрета, выход которой подключен к другому входу запоминающего элемента, а выход соединен с вторым входом схемы поиска и фазовой автоподстройки . РАСХОДОМЕР Известный расходомер не позвол ет измер ть мгновенные значени  расхода , так как разность частот автогенераторов , по которой суд т о значении измер емого параметра,  вл етс  очень малой величиной. Это снижает точность измерени , дл  малых значений разности частот требуетс  также большое врем . Целью изобретени   вл етс  повышение точности и быстродействи  измерени . Цель достигаетс  тем, что предлагаемый ультразвуковой частотно-импульсный расходомер снабжен делителем частоты, вход которого соединен с выходом управл емого генератора и ВХОДСЯ4 измерительного блока , а выход подключен к входам запс инаю1цего элемента схемы поиска и фаз-овой автоподстройки и схемы И. На фиг. 1.показана блок-схема расходомера с одним синхрокольцсм; на фиг. 2 - диаграммы напр жений на отдельных узлах схемы. Ультразвуковой частотно-импульсный расходомер содержит синхрокольцо , состо щее из последовательно соединенных акустического преобразовател  1 с пьеэоэлементами 2 и 3,формировател  импульсов возбуждени  4, усилител -формировател  5 и схемы запрета б, управл емый автогенерато запускающих импульсов 7, запоминающий элемент 8, схему поиска и фазовой автоподстройки 9, схему И 10,де литель частоты 11 и измерительный блок 12, причем выход схемы поиска ,и фазовой автоподстройки 9 соединен с входом управл емого автогенератора запускающих импульсов 7, выход которого подключен к входам измерительного блока 12 и делител  частоты 11, выход которого подключе к входам запоминающего элемента 8, схемы поиска и автоподстройки 9 и схемы И 10, другой вход которой соединен с выходом запоминающего элемента 8 и вторым входом.схемы поиска и фазовой автоподстройки 9,а вь1ход - с входами формировател  импульсов 4 и схемы запрета б, выход которой подключен к другому входу запоминающего элемента 8. Устройство работает следующим об разом. При включении питани  напр жение с выхода схемы поиска и фазовой автоподстройки 9 (фиг.2 е) подаетс  на вход управл емогоавтогенератора запускающих импульсов 7 и перестраи вает его частоту. В момент включени питани  напр жение на выходе схемы поиска и фазовой автоподстройки 9 равно нулю.. При этом следование импульсов управл емого автогенератора минимален ,, (см.фиг. 2а) . Минимал ный период следовани  импульсов на выходе делител  частоты 11 с коэффициентом делени  К должен быть мен ше минимального времени распространени  сигнала в электроакустическом канале, а максимальный период следовани  - больше максимального времени распространени  сигнала в элек троакустическом канале. Перйый импульс с выхода делител  частоты 11 (см.фиг.26) через схему И 10 (см. фиг.2в) поступает на схему запрета 6, открыва  ее, и на ..запуск формировател  импульсов возбуждени  4, причем запуск производитс  задним фронтом импульса (см.фиг.2г). Сформированный импульс подаетс  на пьез элемент 2, который преобразует его в ультразвуковой сигнал, прошедший через контролируемую среду ультразвуковой импульс принимаетс  и преобразуетс  пьезоэлементЬм 3 в электрический импульс, который через усилитель-формирователь 5 поступает на вход схемы запрета б (см,фиг.2д Этот импульс задержан относительно излученного на врем  Так как период импульсов на выходе делител  частоты 11 в начальный момент меньше минимального времени распространени  ультразвука в акустическом преобразователе 1, то второй импульс с выхода схемы И 10 поступает на вход схемы запрета б раньше, чем импульс с выхода усилител -формировател  5, и поэтому схема запрета заперта. При этом второй импульс с выхода схемы И 10 проходит по электрическому каналу аналогично первому. Одновременно импульсы с выхода делител  частоты 11 поступают на вход схемы поиска И автоподстройки фазы 9 увеличива  напр жение на ее выходе. Период управл емого генератора 7 увеличиваетс  до тех пор, пока произойдет совпадение во времени импульсов с выходов усилител -формировател  5 и схемы И 10. Тогда импульс с выхода усилител -формировател  5 проходит через схему запрета б и запускает формирователь импульсов возбуждени  4. Таким образом запускаетс  синхрокольцо . Одновременно с этим импульс с выхода схемы запрета б подаетс  на зход запоминающего элемента 8, устанавлива  на его выходе низкий уровень, которым запираетс  схема 10 И так, что задний фронт положительног-о импульса на выходе схемы И 10 будет совпадать с передним фронтом отрицательного импульса на выходе схемы запрета б (момент времени, toj-p на фиг. 2в), т.е. в дальнейшем импульсы управл емого генератора 7 не оказывают вли ни  на работу синхрокольца . В этот момент схема поиска и фазовой автоподстройки 9 переходит в режим автоподстройки фазы импульсов управл емого генератора 7 с импульсами автоциркул ции синхрокольца . Схема поиска и фазовой автоподстройки 9 выдел ет ошибку рассогласовани  во времени между импульсами с выхода делител  частоты 11 и импульсами автоциркул ции синхрокольца, преобразу  ошибку рассогласовани  в управл ющий сигнал, подаваемый на управл емый автогенератор 7. В случа х нарушени  электроакустического импульсы с выхода делител  частоты 11 продолжают поступать на вход схемы поиска и фазовой автоподстройки 9, увеличива  напр жение на ее выходе до максимального значени , после чего- происходит разр д выходного напр жени  схемы до нул , и расходомер устанавливаетс  в начальное положение. Таким образом, импульсы с выхода управл емого автогенератора запускающих импульсов однозначно св заны по частоте и фазе с импульсами синхрокольца, но частота этих импульсов в К раз выше частоты импульсов- синхрокольца, что увеличивает точность и быстродействие измерени . Расходомер позвол ет в реальном масштабе времени измер ть мгновенный расход.

Claims (1)

1.Авторское свидетельство по объединенным за вкам 2515713/18-10 и 2515714/18-10, кл. G 01 F 1/6б, 1977.

иг.г f