Способ измерения скорости распространения акустических колебаний в движущихся средах

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости распространения акустических колебаний в потоках движущихся сред. Целью изобретения является повьшение точности контроля за счет уменьшения периода вьщачи информации о флуктуирующих потоках . Согласно способу измерения скорости распространения акустических колебаний в потоках движущихся сред в исследуемой среде возбуждают серию импульсов акустических колебаний, принимают эти импульсы, измеряют времена распространения этих импульсов на заданной базе, по измеренньм временам определяют пульсации скорости потока среды, дополнительно измеряют перепад давлений в зонах Излучения и приема и по отношению пульсации скорости потока к перепаду давления определяют скорость, распространения акустических колебаний. 1 ил, . S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 6 01 N 29/04

Ч

1 1ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4159712/25-28 (22) 11.12.86 (46) 30.10.88. Вюл. Ф 40 (71) Каунасский политехнический институт им.Антанаса Снечкуса (72) В,Г.Данилов и П-.Б.П.Мипюс (53) 620. 179. 16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 304503, кл. С 01 P 5/00, 1971.

On line ultrasonic measuring of

fluid flow. 0EMMSIGN, July, 1979, р.42-45. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

В ДВИЖУЩИХСЯ СРЕДАХ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости распро„.80„„1434361 А 1 странения акустических колебаний в потоках движущихся сред. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет уменьшения периода выдачи информации о флуктуирующих потоках. Согласно способу измерения скорости распространения акустических колебаний в потоках движущихся сред в исследуемой среде возбуждают серию импульсов акустических колебаний, принимают эти импульсы, измеряют времена распространения этих импульсов на заданной базе, по измеренным временам определяют пульсации скорости потока среды, дополнительно измеряют перепад давлений в зонах излучения и приема ф и по отношению пульсации скорости потока к перепаду давления определяют скорость, распространения акустических колебаний. 1 ил, 1434361

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости распространения акустических колебаний в потоках движущихся сред.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет уменьшения периода выдачи информации о флуктуирующих потоках. 10

На чертеже представлено устройство .,для измерения скорости распростране1 ния акустических колебаний.

Устройство содержит передающий и

:приемный электроакустические преобра- 15, зователи 1 и 2, соединенные через коммутатор 3 с блоком приемопередат:чика 4 и двумя усилителя 5 и 6.„ преобразователь 7 типа временной интер-! вал — цифровая величина, блок 8 вычитания, интегратор 9, преобразова,.тель 10 типа аналог — цифра, синхро низатор 11 и цифровое вычислительное устройство 12.

Способ измерения скорости распро странения акустических колебаний в .движущихся средах осуществляют следующим образом.

В заданный период времени передатчик приемопередатчика 4 запускают импульсами, поступающими с выхода синхронизатора 11.с периодом „

Дри одновременном зондировании пото"

ka акустические импульсы, излучаемые в направлении потока электроакустическим преобразователем 1, принима отся электроакустическим преобразова,телем 2. Зондирующие импульсы поступают на электроакустический преобра40 зователь 1 с выхода передатчика при емопередатчика 4 через коммутатор 3, а принятые электроакустическим преобразователем 2 акустические импульсы через коммутатор 3 поступают на вход приемника приемопередатчика 4, Управ45 ление работой приемопередатчика 4 и коммутатора 3 осуществляется автоматически синхронизатором 11. Измеряют время задержки этих сигналов. При этом время прохождения акустического импульса определяется выражением

/L

c(t)-vVtVeosot, где с() — временная зависимость скорости ультразвука в пото-ке;

v(t) — временная зависимость скорости потока;

d — базовое расстояние между электроакустическими преобразователями, оС - угол между вектором скорости потока и направлением излучения зондирующего сигнала.

Зондирование проводят периодически, причем период „ между зондирующими импульсами устанавливают из условия

С C b (, эзар и где э — эффективная величина длиэФТ тельности зондирующего импульса;

- время прохождения зондирующего сигнала.в контролируемом потоке за время

1 о цикла о

Принятые импульсы с выхода приемопередатчика 4 поступают на вход преобразователя 7 типа временной интервал — цифровая величина, где величина о; преобразуется в пропорциональную ей цифровую величину с.; - N °, а затем — в обратную цифровую величи-ну 1/N, и поступает на входной регистр первого входа цифрового вычислительного устройства 12. Управление работой преобразователя 7 типа временной интервал — цифровая величина ,осуществляется синхронизатором 11.

Разностная цифровая величина времен

1/N„ и 1/N, 1) задержек акустических сигналов после каждого i-ro и (i+1)го циклов определяется выражением

1 1 gv(t) cosa л

Вычитание величия 1/М, и 1/N(, +,) осуществляется в цифровом вычислительном устройстве 12. Одновременно с измерением пульсации скорости gv(t) потока в интервале времени с.; между излученным и принятым импульсами коммутатор 3 переключает электроакустические преобразователи 1 и 2 к входам усилителей 5 и 6 напряжения. В каждом цикле измерения на входах усилителей 5 и 6 напряжения получают изменяющиеся во времени напряжения, пропорциональные текущим величинам гндростатического давления в зоне излучения акустического импульса P<(t) 1434361

„Mv hv(t) () с Мр / Р(й) Визг

8НИМПИ Заказ 5550/4? ТнРаж 847 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и в зоне его приема P<(t), которые поступают на входы блока 8 вычитания.

На выходе блока 8 вычитания в интервале времени ; непрерывно получается напряжение UZ(t), пропорциональное

5 разностной величине 6P(t) . Полученная временная зависимость U8(t) с выхода блока 8 вычитания поступает на вход интегратора 9, где усредняется в ана- 10 логовом виде в течение времени усреднения о, =ь; — с„. Усредненная величина

ГР с выхода интегратора 9 поступает на входной регистр преобразователя 10 типа аналог — цифра, в котором преоб- 15 разуется в цифровую величину ЙР(С, ) g(t,,) . После каждого i-ro и (з.+1) циклов измерения цифровые величины iP (t;) и

5P(t;+, ) с выхода преобразователя 10 типа аналог — цифра поступают на вы20 ходные регистры второго входа цифрового вычислительного устройства 12, где осуществляется вычитание этих величин.

Йр окончании операций вычитания цифровое вычислительное устройство 12 работает по алгоритму 30 т. е. измеряется мгновенное значение скорости распространения акустических колебаний в движущихся средах s интервале времени c; + Т,„ (i 2 ; . При этом исключается погрешность измерения, связанная с изменением во времени величин пульсации скорости потока и давления.

Формула .изобретения

Способ измерения скорости распро» странения акустических колебаний в движущихся средах, заключающийся в том, что в контролируемую среду излучают импульсы акустических колебаний, принимают импульсы прошедших колебаний и измеряют время прохождения каждого импульса, с учетом которого определяют скорость распространения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при измерении в движущихся с переменной скоростью средах, дополнительно измеряют перепад давления в зонах излучения и приема акустических колебаний, определяют пульсации скорости потока среды по измеренным временам прохождения, а о скорости распространения акустических колебаний судят по отношению пульсации скорости к перепаду давления.