Способ контроля скорости потока

284462

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскиз

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42о, 13/06

Заявлено 20.V,1969 (№ 1331129/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

i 15K G 01 5/18

УДК 534,22(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Опубликовано 14.Х.1970. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 8.1.1971

Авторы изобретения

H. И. Бражников и А, С. Оганесов

Специальное конструкторское бюро «Цветметавтоматика»:,:: ..

Заявитель

СПОСОБ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ ПОТОКА

Изобретение может быть использовано в области приборостроения, средств автоматизации и систем управления, металлургической, горной, химической и других отраслях народного хозяйства для ультразвукового импульсного контроля скорости потока жидкости.

Известны способы контроля скорости потока путем излучения и приема ультразвуковых импульсов с периодической коммутацией направления их распространения в контролируемой среде.

Особенностью предложенного способа является то, что с целью повышения точности из каждого принятого импульса, прошедшего через контролируемую среду, формируют нормированный электрический импульс, коммутируют им направление распространения ультразвуковой волны и с задержкой возбуждают ее в противоположном направлении, повторяют циклично данный процесс и выделяют из нормированных импульсов одну из гармонических составляющих, по амплитуде которой судят о контролируемой скорости потока.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предложенный способ; на фиг. 2 — вре(менные диаграммы, поясняющие работу усто ойства.

На трубопроводе 1 во внешних волноводах

2, 8 установлены пьезоэлементы 4, 5. В период времени tp (фиг. 2, а) на пьезоэлемент 4 от генератора, находящегося в электронном блоке 6, поступает короткий электрический импульс, преобразующийся в ультразвуковые колебания. Ультразвуковая волна, излученная

5 пьезоэлементом 4, распространяется во внешнем волноводе 2 со скоростью C) под углом Qp.

После преломления в стенке трубопровода волна распространяется со скоростью С> под углом Pi, à B контролируемой среде — со скоростью С под углом

Прошедшая через волноводы, трубопровод и контролируемую среду ультразвуковая волна поступает на пьезоэлемент 5, преобразующий ее в электрический сигнал, который пос15 ле усиления переключает пьезоэлементы 4 и 5 (фиг. 2, б) и с некоторой задержкой тз (фиг, 2, в) запускает генератор, возбуждающий пьезоэлемент 5 (момент времени t на фиг. 2, а).

Ультразвуковая волна, излученная пьезоэле20 ментом 5, достигает пьезоэлемента 4 и преобразовывается в электрический сигнал, который после усиления переключает пьезоэлементы и с той же задержкой тз запускает генератор, возбуждающий пьезоэлемент 4 (момент времени

25 tq на фиг. 2, a) и т. д.

Таким образом, пьезоэлементы излучают и принимают ультразвуковые колебания поочередно с периодом, равным удвоенной сумме времен распространения ультразвуковой вол30 ны т и задержки тз.

284462

Предмет изобретения

10 распространения волны от пьезопьезоэлемента б движения потока

15 контролируемой

Фиг. /

Составитель В. М. Карбачинский

Редактор И. С. Грузова Техред Л, В. Куклина Корректор А. П. Васильева

Заказ 3735!9 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Одновременно с возбуждением пьезоэлементов генератором формируются нормированные импульсы, например прямоугольной формы (фиг. 2, г).

Гармонические составляющие этих импульсов зависят от скорости потока. Напряжение первой из них описывается выражением

U = " "" В V

2 -. С (т + т,) где т — полное время ультразвуковой элемента 4 до при отсутствии (V=O); — скорость потока среды;

В,, — поправочный коэффициент, учитывающий гидродинамическое сопротивление трубопровода; 20 — радиус внутренней поверхности трубопровода.

Для неподвижной жидкости в трубопроводе (V=O) амплитуда первой гармонической составляющей, как и любой другой, тождествен- 25 но равна нулю и не зависит от изменения температуры и состава контролируемой среды, что повышает стабильность контроля расхода сред.

Использование оощего электроакустического тракта для излучения ультразвуковой волны по направлению потока и против него исключает междуканальную асимметрию и повышает точность контроля.

Способ контроля скорости потока путем излучения и приема ультразвуковых импульсов с периодической коммутацией направления их распространения в контролируемой среде, отлииаюи ийся тем, что, с целью повышения точности, из каждого принятого импульса, прошедшего через контролируемую среду, формируют нормированный электрический импульс, коммутируют им направление распространения ультразвуковой волны и с задержкой возбуждают ее в противоположном направлении, повторяют циклично данный процесс и выделяют из нормированных импульсов одну из гармонических составляющих, по амплитуде которой судят о контролируемой скорости потока.