Ультразвуковий доплерівський витратомір

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода загрязненных жидкостей, в том числе жидкостей, содержащих твердые, газообразные и иные неоднородности. Известно устройство, описанное в книге Киясбейли А.Ш. и др. Частотно-временные ультразвуковые расходомеры и счетчики. М., Машиностроение, 1984 (Б-ка приборостроения), с. 8-10, рис. 1, содержащее излучающий и приемный пьезоэлектрические преобразователи с диаграммами направленности, пересекающимися на оси трубопровода или в точках сечения, где скорость равна средней скорости потока, генератор синусоидальных колебаний, последовательно соединенные усилитель, смеситель, фильтр нижних частот и частотомер. Недостатком рассматриваемого устройства является сильная зависимость показаний прибора от изменений скорости звука в контролируемой среде, а также отсутствие возможности определения направления вектора скорости потока жидкости. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является ультразвуковой расходомер многофазных сред, описанный в авт. св. СССР №1778533А1, кл. G 01 F 1/66, опублик. 30.11.92. Описываемое устройство содержит излучающий и приемный ультразвуковые преобразователи, установленные с внешней стороны трубопровода и подключенные соответственно к генератору непрерывных колебаний и приемному устройству, образованному последовательно соединенными усилителем высокой частоты, детектором и усилителем низкой частоты, блок формирования коротких импульсов, блок кварцевого генератора, блок управления, блок памяти и блок выходного устройства. Недостатком рассматриваемого устройства является его сравнительно низкая помехоустойчивость, обусловленная проникновением на вход приемного ультразвукового преобразователя паразитного сигнала, распространяющегося по акустическому волноводу, ограниченному стенками трубопровода, в результате преобразования которого в приемнике на его выходе появляется сигнал, особенно заметный при отсутствии потока жидкости, и интерпретируемый устройством как доплеровский. К тому же данное устройство не позволяет определять направление вектора скорости потока жидкости. Задачей предполагаемого изобретения является создание ультразвукового расходомера, обладающего повышенной помехоустойчивостью и расширенными функциональными возможностями. Поставленная задача решается тем, что в предлагаемое устройство, содержащее установленные с наружной стороны трубопровода излучающий и приемный ультразвуковые преобразователи, усилитель высокой частоты, вход которого соединен с выходом приемного преобразователя, запоминающее устройство, последовательно соединенные первый усилитель низкой частоты и первый триггер Шмитта, дополнительно введены усилитель мощности, первый и второй смесители, последовательно, соединенные второй усилитель низкой частоты и второй триггер Шмитта, фазовращатель, синтезатор частот, блок формирования временных последовательностей, содержащий первый и второй делители частоты на два, D-триггер, первый и второй блоки оценки амплитуд сигналов, каждый из которых образован последовательно соединенными амплитудным детектором и компаратором, однокристальную ЭВМ и устройство индикации, причем выход усилителя мощности соединен с излучающим ультразвуковым преобразователем, а выход усилителя высокой частоты подключен к первым входам первого и второго смесителей, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами фазовращателя, первый, второй и третий выходы синтезатора частот подключены соответственно ко входам фазовращателя, усилителя мощности и ко входу синхронизации микро-ЭВМ, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которой соединены соответственно с выходами первого и второго делителей частоты, с выходами первого и второго блока оценки амплитуд сигналов, и с выходом D-триггера, входы первого и второго делителей частоты подключены соответственно к выходам первого и второго триггеров Шмитта, к микро-ЭВМ подключены ОЗУ и устройство индикации. В устройстве, выполненном по второму варианту, поставленная задача решается тем, что блок формирования временных последовательностей выполнен в виде последовательного соединения схемы 2И и делителя частоты на два, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам микро-ЭВМ, а входы схемы 2И, соединяются с выходами первого и второго триггеров Шмитта. На рис. 1 и 2 приведены структурные схемы соответственно первого и второго варианта предлагаемого устройства.