Бескоммутационный фазовый одноканальный ультразвуковой способ измерения расхода

) (--н (:(з)с; = >; -... о и и -" - - Ф- и- е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

39I398

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 21.Ч1.1971 (№ 1673787/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 25.Ч11.1973. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 30.XI.1973

М. Кл. G 01f li00

Гасударственный камитет

Саввта Министров СССР ва делам изааретеиий и аткрытий

УДК 681.121:534.6 (088.8) Автор изобретения

Ю. Г. Беров

Заявитель

БЕСКОММУТАЦИОННЫЙ ФАЗОВЫЙ ОДНОКАНАЛЬНЫЙ

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА для пьезоэлемента 4

Изобретение касается измерения расхода ультразвуковыми расходомерами.

Известен безкоммутационный фазовый одноканальный ультразвуковой способ измерения расхода путем встречной посылки непрерывных разночастотных ультразвуковых колебаний и определения разности фаз принятых сигналов.

По предлагаемому способу для повышения точности измерения возбуждают дуплексную пару )приемоизлучателей .на трех частотах: продольных (oo и поперечных а) колебаний дуплексной пары, и их разностной частоте (оо — а)) . .Две из названных частот возбуждают ультразвуковые колебания, например, по потоку измеряемой среды, а третья — против потока. С помощью фильтров соответствующих частот и смесителя выделяют колебания одной из частот и определяют разность фаз колебаний этой частоты, прошедших по потоку среды и против него.

На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Генератор 1 основной частоты (op продольных колебаний возбуждает пьезоэлемент 2 и ультразвуковые колебания частоты ер распространяются, на(пример, против потока жидкости. Другой генератор 8 .возбуждает попереч,ные колебания пьезоэлемента 4 частотой (а) и ультразвуковые колебания этой частоты распространяются по потоку жидкости. По потоку же распространяются и колебания частоты ((oo — poi), получающейся на выходе смесителя 5, на входы которого поступают сигналы с генераторов 1 и 3.

5 Таким образом, в потоке распространяются колебания трех частот o)p, о(, (o)p — а ). Эти колебания воспринимаются пьезоэлементами

2 и 4 и выделяются фильтрами б, 7, 8 соответственно.

10 Выходные сигналы фильтров 7 и 8 с частотами соответственно а)) и (mo — в1) поступают на .вход смесителя 9, выделяющего суммарную частоту (ао. Выходные сигналы фильтра б и смесителя 9 с частотой ао поступают на

>5 вход фазоизмерительного устройства 10 и далее на регистратор 11.

При использовании акустического преобразователя без преломления выходные сигналы с пьезоэлементов 2 и 4 будут для пьезоэлемента 2

U.,= v.,, сова,()+ 1); (1) с+- Vsina /

2o U...., = Х,„, „„cos (о, — (о,) (t+

d .)) с+ Vain (2) U о„= <о, - соз (Оо /+

), (3) с — Vain а

391398

Составитель Ж. Теслер

Техред 3. Тараненко

Редактор Т. Иванова

Корректор А. Дзесова

Заказ 3 П7/2 Изд. № 812 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2 где ч,„ „„,„÷„,, — амплитуды соответствующих колебаний;

d — расстояние между пьезоэлементами; с — скорость ультразвука в жидкости;

VSina — составляющая скорости потока по,на|правлению распространения ультразвукового луча.

Выходной сигнал смесителя 9

U,= Х.,сова, +,, (4) где v, — амплитуда колебаний на выходе смесителя.

Разность фаз колебаний с частотой сов по потоку и против потока.

2воФV з п а

Л =

Таким образом, предлагаемый одноканальный ультразвуковой расходомер позволяет повысить точносяь измерения расхода путем исключения погрешностей, обусловленных геометрической и акустической асимметриями.

Предмет изобретения

Бескоммутационный фазовый одноканальный ультразвуковой способ измерения расхода путем встречной посылки непрерывных разночастотных ультразвуковых колебаний и определения разности фаз принятых сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, возбуждают дуплексную пару приемоизлучателей на основной частоте продольных колебаний дуплексной пары, на основной частоте поперечных колебаний дуплексной пары и на их разностной частоте выделяют одну из этих частот и определяют разность фаз колебаний этой частоты, прошедших по потоку среды и против него.