Корреляционный расходомер
Использование: в приборостроении для измерения расхода жидких и газообразных сред. Сущность изобретения: расходомер содержит измерительный участок трубопровода, первый и второй датчики случайных сигналов, первый и второй усилители сигналов датчиков, блок вычитания, сумматор по модулю два, первый и второй мультиплексоры, индикатор направления, многоканальный коррелятор, многоотводную линию задержки, многоканальный перемножитель, многоканальный фильтр нижних частот, многоканальный блок сравнения, регистр сдвига, генератор тактовых импульсов, элемент сравнения, элемент задержки, счетчик, первый и второй регистры хранения, цифровой компаратор и измеритель расхода. 2 ил.
Изобретение относится к приборостроению и предназначено для измерения расхода жидких и газообразных сред.
Работа известных корреляционных расходомеров [1] основана на аппаратурном определении времени прохождения потоком расстояния между чувствительными датчиками, воспринимающими случайно распределенные физические неоднородности жидкости и преобразующими их в случайные электрические сигналы. В качестве неоднородностей могут использоваться, например, турбулентные пульсации скоростей потока. Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является корреляционный расходомер [2] , который выбран в качестве прототипа. Данный расходомер содержит формирователь меток потока, два датчика (термопары), два усилителя сигналов датчиков, множительное устройство, интегратор, индикатор уровня корреляционной функции, экстремальный регулятор, блок регулируемой задержки и индикатор расхода. Указанное устройство обеспечивает измерение расходов вещества, т. е. его количества, протекающего через определенное сечение в единицу времени только в одном направлении. Это могут быть жидкости, газы, порошкообразные вещества, двухфазные и многофазные смеси и т. д. Кроме того, известное устройство не обеспечивает представления результата измерения в цифровом виде. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения измерения реверсивных потоков. Цель достигается тем, что в устройство введены первый и второй мультиплексоры, блок вычитания, сумматор по модулю два, индикатор направления, блок сравнения, регистр сдвига, генератор тактовых импульсов, элемент совпадения, элемент задержки, счетчик, цифровой компаратор, первый и второй регистры хранения, причем коррелятор выполнен многоканальным. Между выходами первого и второго усилителей сигналов датчиков и входами коррелятора включены соответственно первый и второй мультиплексоры. вторые входы которых через последовательно включенные блок вычитания и сумматор по модулю два соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей сигналов датчиков и с индикатором направления, а третьи входы соединены соответственно с выходами второго и первого усилителей сигналов датчиков, второй вход сумматора по модулю два соединен с выходом первого канала блока сравнения, выходы которого соединены с выходами коррелятора, а выходы подключены к соответствующим входам регистра сдвига, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и через элемент совпадения - с первым входом счетчика, второй вход которого через элемент задержки соединен с другим входом элемента совпадения, выходом регистра сдвига и первым входом первого регистра хранения, второй вход которого подключен к выходу счетчика, а выход - к первому входу второго регистра хранения и первому входу цифрового компаратора, выход которого через второй регистр хранения соединен с его вторым входом и входом измерителя расхода. Структурная схема корреляционного расходомера представлена на фиг. 1; на фиг. 2 показана таблица истинности. Корреляционный расходомер содержит измерительный участок трубопровода 1, первый и второй датчики случайных сигналов 2 и 3, первый и второй усилители 4 и 5 сигналов датчиков, блок 6 вычитания, сумматор 7 по модулю два, первый и второй мультиплексоры 8 и 9, индикатор 10 направления, многоканальный коррелятор 11, многоотводную линию задержки 12 i (i= 1,2. . . , ), многоканальный перемножитель 13i, многоканальный фильтр 14 нижних частот, многоканальный блок 15i сравнения, регистр 16 сдвига, генератор 17 тактовых импульсов, элемент 18 совпадения, элемент 19 задержки, счетчик 20, первый и второй регистры 21 и 22 хранения, цифровой компаратор 23 и измеритель 24 расхода. Причем к датчикам 2 и 3 случайных сигналов, расположенным последовательно на трубопроводе 1, через усилители 4 и 5 подключены мультиплексоры 8 и 9, вторые входы которых через последовательно включенные блоки 6 вычитания и сумматор 7 по модулю два соединены с выходами усилителей 4 и 5, а третьи входы соединены с выходами усилителей 5 и 4 соответственно. Второй вход сумматора 7 по модулю два соединен с выходом первого канала 151 блока 15i сравнения. К выходу мультиплексора 8 последовательно подключены многоотводная линия задержки 12i(i= 1,2, . . . , ), многоканальный перемножитель 13i, второй вход которого соединен с выходом мультиплексора 9, многоканальный блок 15 сравнения, регистр 16 сдвига, тактовых вход которого соединен с выходом генератора 17 тактовых импульсов и через элемент 18 совпадения - с первым входом счетчика 20, второй вход которого через элемент 19 задержки соединен с другим входом элемента 18 совпадения, выходом регистра 16 сдвига и первым входом регистра 21 хранения, второй вход которого подключен к выходу счетчика 20, а выход - к первому входу регистра 22 хранения и к первому входу цифрового компаратора 23, выход которого через регистр 22 хранения соединен с его вторым входом и входом измерителя 24 расхода. Корреляционный расходомер работает следующим образом. Работа расходомера основана на аппаратном определении времени прохождения потоком расстояния l между чувствительными датчика 2 и 3, расположенными на трубопроводе 1, воспринимающими случайно распределенные физические неоднородности жидкости и преобразующими их в случайные электрические сигналы. В качестве неоднородности могут использоваться, например, турбулентные пульсации скорости потока. В этом случае датчики 2 и 3 должны быть чувствительны к изменению локальности скорости. Полученные на выходе датчиков 2 и 3 электрические сигналы f1(t) и f2(t)![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8776.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
Формула изобретения
КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ РАСХОДОМЕР , содеpжащий два датчика случайных сигналов, установленных последовательно на фиксиpованном pасстоянии на измеpительном участке тpубопpовода и соединенных с пеpвым и втоpым усилителями, а также коppелометp, отличающийся тем, что, с целью pасшиpения функциональных возможностей за счет обеспечения измеpения pевеpсивных потоков, в него введены пеpвый и втоpой мультиплексоpы, блок вычитания, сумматоp по модулю два, индикатоp напpавления, многоканальный блок сpавнения, pегистp сдвига, генеpатоp тактовых импульсов, элемент совпадения, элемент задеpжки, счетчик, цифpовой компаpатоp, пеpвый и втоpой pегистpы хpанения, а коppелятоp выполнен многоканальным, между выходами пеpвого и втоpого усилителей и входами коppелятоpа включены соответственно пеpвый и втоpой мультиплексоpы, втоpые входы котоpых соединены с индикатоpом напpавления непосpедственно, а с выходами соответственно пеpвого и втоpого усилителей чеpез последовательно соединенные блок вычитания и сумматоp, а тpетьи входы соединены соответственно с выходами втоpого и пеpвого усилителей, втоpой вход сумматоpа по модулю два соединен с выходом пеpвого канала многоканального блока сpавнения, входы котоpого соединены с выходами коppелятоpа, а выходы подключены к соответствующим входам pегистpа сдвига, тактовый вход котоpого соединен с выходом генеpатоpа тактовых импульсов и чеpез элемент совпадения - с пеpвым входом счетчика, втоpой вход котоpого чеpез элемент задеpжки соединен с дpугим входом элемента совпадения, выходом pегистpа сдвига и пеpвым входом пеpвого pегистpа хpанения, втоpой вход котоpого подключен к выходу счетчика, а выход - к пеpвому входу втоpого pегистpа хpанения и пеpвому входу цифpового компаpатоpа, выход котоpого чеpез втоpой pегистp хpанения соединен с его втоpым входом и входом измеpителя pасхода.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2