Способ измерения расхода

 

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может использоваться для измерения расхода жидкостей при повышенной неоднородности контролируемой среды. Цель изобретения - повышение точности измерения расхода. Способ основан на периодическом излучении ультразвуковых импульсов путем организации синхроколец попеременно по потоку и против него, определении среднего за цикл измерения расхода по разности частот автоциркуляции, определении интегрального значения расхода за несколько циклов измерения. Накопление разности частот импульсов происходит на реверсивном счетчике 5, который включен в цепь совместно с умножителем 4 частоты, регистром 6 и делителем 7 с переменным коэффициентом деления. Генератор 10 измерительных столбов управляет работой коммутатора 2 и двоичного счетчика 11. Информация об интегральном расходе накапливается на счетчике 8. При кратковременных срывах автоциркуляции способ обеспечивает сокращение задержки выдачи данных о результатах измерения и позволяет сохранить информацию об измерении расхода до момента срыва автоциркуляции в последнем измерительном цикле. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

"РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 F 1/66

ВЖ6Й331М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4449736/24-10 (22) 01.07.88 (46) 30.08,90, Бюл. V 32 (72) А.Г.Овчинников и В.А.Ференец (53) 681.121.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1326892, кл . G 01 F 1/66, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 872965, кл. G 01 F 1/66, 1979. (54) СПОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ РАСХОДА (57) Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и мо-жет использоваться для измерения расхода жидкостей при повышенной неоднородности контролируемой среды.

Цель изобретения — повышение точности измерения расхода. Способ основан на периодическом излучении ультразвуковых импульсов путем органиэации син..хроколец попеременно по потоку и против него, определении среднего за

„„SU„„1589О 3 А1

2 цикл измерения расхода по разности частот автоциркуляции, определении интегрального значения расхода за несколько циклов измерения. Накопление разности частот импульсов происходит на реверсивном счетчике 5, который включен в цепь совместно с умножителем 4 частоты, регистром 6 и делителем 7 с переменным коэффициентом делечия. Генератор 10 измерительных стробов управляет работой коммутатора 2 и двоичного счетчика 11.. Информация об интегральном расходе накапливается на счетчике 8. При кратковременных срывах автоциркуляции способ обеспечивает сокращение задержки выдачи данных о результатах измерения и позволяет сохранить информацию об измерении расхода до момента срыва автоциркуляции в последнем измерительном цикле. 2 ил, 1589063

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может использоваться для измерения расхода жидкостей при повышенной неоднородности контролируемой среды.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, реализующего

10 предлагаемый способ измерения расхода; на фиг. 2 — временная диаграмма, илл:эстрирующая работу устройства.

Устройство содержнт акустический канал 1, коммутатор 2 и усилитель15 формирователь 3, образующие схему синхрокольца; последовательно соединенные умножитель 4 частоты (например, на основе кольца ФЛПЧ), реверсивный ñчетчик 5„ регистр 6 делитель 7

Э 20 с. переменным коэффициентом деления и счетчик 8 количества жидкости, причем вход умножителя 4 подключен к выходу усилителя †формировате 3.

Отдельный выход умножителя 4 соеди- 25 нен с входом триггера 9, выход которого соединен с управляющими входами регистра 6, делителя 7 и генератора

10 измерительных стробов. Выходы генератора 10 соединены с управляющими

30 входами коммутатора 2 и реверсивного счетчика 5, входом считывания — записи регистра 6 и входом двоичного счетчика 11, выходы которого соединены с установочными входами делителя 7.

Способ заключается, в периодическом изменении посредством коммутатора 2 относительного направления ультразвуковых импульсов и контролируемого потока в акустическом канале 1 и определении расхода по разности час40 тот импульсон синхрокольца, ньдаваемых усилителем-формирователем 3, по потоку и против него путем накопления этой разности на реверсивном счетчи45 ке 5. В случае сбоя работы умножителя 4 вследствие срыва колебаний синхрокольца новый цикл измерения начинается с момента восстановления автоциркуляции, а значение расхода за предыдущий цикл, записанное в регистре 6, умножают с помощью делителя 7 на коэффициент, равный отношению длительностей прерванного и заданного циклов измерения.

Способ реализуется следующим образом.

При включении питания запускается усилитель-формирователь 3 и вьдает короткий импульс через коммутатор 2 на пьезоэлемент, излучающий при этом ультразвуковой импульс в область канала 1 с контролируемой жидкостью; Дойдя до противоположного пьезоэлемента

У импульс преобразуется в электрический, который, поступив через коммутатор 2 на усилитель-формирователь 3

У вновь запускает его. Далее процесс автоциркуляции импульсов повторяется.

Для измерения разности частот синхрокольца импульсы усилителя-формирователя 3, умноженные по частоте следования умножителем 4, подаются на вход ренерсивного счетчика 5, производящегл по строб-сигналу генератора 10 их попеременное суммирование и вычитание. При этом коммутатор 2 по сигналу генератора 10 производит соответствующее переключение направления излучения ультразвуковых импульсов относительно потока в канале 1. Пропорциональное расходу разностное число импульсов, зафиксированное на счетчике 5 в конце измерительного цикла, записывается н регистр 6.

При срыве колебаний синхрокольца от газового пузырька или помехи происходит сбой синхронизации системы

ФАПЧ умножителя 4, Сигнал сбоя, формируемый системой ФЛПЧ по отдельному выходу.умножителя 4„ включает триггер 9. Сигнал триггера 9 переводит и исходное состояние (начало цикла). генератор 10, блокирует запись новой информации в регистр 6 и .включает режим деления в делителе 7. Коэффициент передачи количества импульсов делителя 7 равен

А N

У где М вЂ” кодовое число на установдчных входах делителя 7, подаваемое со счетчика 11;

Иу — число тактоных импульсов, ньдаваемых генератором 10 на вход счетчика 11 в течение измерительного цикла (N = const) .

При обнулении счетчика 11 н начале каждого цикла накапливаемое на нем текущее число тактовых импульсов N пропорционально промежутку времени с начала цикла. Поэтому Коэффициент Кд н момент срыва колебаний синхрокольца равен искомому отношению длительностей прерванного

1 !

s-a

d-7

11-7

Фиг Е

Составитель Y.. Абросимов

Редактор Т. Парфенова Техред Л. Сердюкова

Корректор Л. Пилипенко

Тираж 548

Заказ 2531

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101

5 158 и заданного циклов измерения. Число

К„ практически выбирается в пределах

4-64 при этом требуемый период тактовых импульсов Т = Т /N = 4 — 64

7 Ц

Э где Тч — заданная длительность цикла измерения.

Информация об интегральном расходе (количестве жидкости) накапливает— ся на счетчике 8 путем передачи на

его вход пачки импульсов с регистра

6 через делитель 7 в конце каждого цикла. При устойчивой работе синхрокольца сигнал триггера 9 отсутствует, при этом делитель 7 работает в режи— ме трансляции импульсов (К = 1)

4 а в регистр 6 записывается очередное число с реверсивного счетчика 5. Информация о текущем расходе (беэ взвешивания по времени) может сниматься непосредственно с регистра 6, При кратковременных срывах автоциркуляции (от газового пузырька или помехи) способ обеспечивает сокраще ние задержки выдачи данных о результатах измерения и уменьшает потерю ! !

Я ф

9063 6 информации в текущем значении расхода.

Формула изобретения

Способ измерения расхода, основанный на периодическом излучении ультразвуковых импульсов по и против потока, приеме импульсов, определении среднего за измерительный цикл расхода по разности частот автоциркуляции импульсов по и против потока, определении интегрального расхода за несколько измерительных циклов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения расхода, при срыве автоциркуляции измерение прекращают, определяют величину уменьшения длительности прерванного цикла

20 измерения относительно заданной длительности цикла измерения, пропор" ционально этой величине уменьшают значение расхода в предыдущем измерительном цикле, а новое измерение на25 чинают с момента восстановления автоциркуляции.