Частотно-імпульсний ультразвуковий витратомір

Частотно-імпульсний ультразвуковий витратомір, який включає два випромінюючих похилих п'єзоперетворювачі, під'єднаних до відповідних виходів генераторів зондуючих імпульсів, два приймальних похилих п'єзоперетворювачі, під'єднаних до відповідних входів підсилювачів, два формувачі коротких імпульсів для повторного запуску генераторів зондуючих імпульсів, блок виділення різницевої частоти і вимірювальний блок, який відрізняється тим, що містить один із випромінюючих п'єзоперетворювачів із змінним кутом вводу. (19) (21) 97073859 (22) 21.07.1997 (24) 16.10.2000 (33) UA (46) 16.10.2000, Бюл. № 5, 2000 р. (72) Криничний Петро Якович, Петришин Ігор Степанович, Карпаш Олег Михайлович, Бестелесний Андрій Григорович (73) КОЛЕКТИВНЕ ПІДПРИЄМСТВО НАУКОВОВИРОБНИЧА ФІРМА "ЗОНД" 28620 Ппропонований частотно-імпульсний ультразвуковий витратомір, блок-схема якого наведена, складається із двох електронно-акустичних каналів (трактів), перший із яких здійснює прозвучування газової речовини 12 через стінки трубопроводу 11 за напрямком її потоку і включає в себе генератор 5 зондуючих імпульсів, випромінюючий похилий п'єзоперетворювач 1, приймальний похилий п'єзоперетворювач 4, підсилювач 7, формувач 6 коротких імпульсів для повторного запуску генератора 5 зондуючих імпульсів і другий канал, що здійснює прозвучування газової речовини 12 через стінки трубопроводу 11 навпроти напрямку її потоку і включає в себе генератор зондуючих імпульсів 10, випромінюючий похилий п'єзоперетворювач 2 із змінним кутом вводу ультразвукових коливань в газове середовище 12, приймаючий похилий п'єзоперетворювач 3, підсилювач 8, формувач коротких імпульсів 9 для повторного запуску генератора 10 зондуючих імпульсів, а також блок виділення різницевої частоти 13 і вимірювальний блок 14. Ультразвуковий витратомір працює наступним чином. Генератори 5 і 10 виробляють короткі високочастотні електричні імпульси, які поступають на випромінюючі п'єзоперетворювачі 1 і 2 і збуджують в них ультразвукові коливання УЗК, які через стінки трубопроводу 11 і газове середовище 12 поступають на відповідні приймаючі п'єзоперетворювачі 3 і 4 з певною різницею в часі, яка залежить від швидкості руху газової речовини і від асиметрії електронно-акустичних каналів, а при нерухомому стані газу - лише від асиметрії названих каналів. Електричні коливання високої частоти, перетворені із ультразвукових приймаючими п'єзоперетворювачами, подаються на підсилювачі 7 і 8. Після підсилення прийняті сигнали відповідно поступають на схеми формування 6 і 9 коротких імпульсів, якими здійснюється повторний запуск генераторів 5 і 10 зондуючих імпульсів. Внаслідок цього в замкнутому кільці кожного каналу: п'єзоелектричний випромінювач 1(2), стінки трубопроводу 11, газове середовище 12, приймальний п'єзоперетворювач 3(4), блок формування 6(9) і генератор 5(10) виникає автоциркуляція імпульсів з частотою: а) за напрямком потоку газу: 1 C+V f+ = = , t+ L б) навпроти потоку газу: 1 C-V f- = = tL де: С - швидкість поширення ультразвукових коливань в газовому середовищі; V - швидкість потоку газу; t+, t- - час поширення ультразвукових коливань в газовому середовищі відповідно в напрямку його потоку і проти його потоку; L - віддаль між точками вводу УЗК випромінюючого та приймаючого п'єзоперетворювачів, якими здійснюється прозвучування трубопроводу в напрямку (проти напрямку) потоку газу. Сигнал и з обох каналів після підсилення підсилювачами 7 і 8 поступають на блок 13 виділення різницевої частоти, а з нього на вимірювальний блок 14. Ліквідація початкової різницевої частоти, яка виникає внаслідок асиметрії електронно-акустичних каналів, здійснюється за допомогою зміни кута вводу УЗК в газове середовище випромінюючого п'єзоперетворювача 2, вихід якого під'єднаний до вимірювального блоку, за рахунок чого здійснюються підвищення точності вимірювання частоти. Пропонований винахід забезпечує підвищення точності вимірювання за рахунок компенсації асиметрії електронно-акустичних каналів шляхом використання в одному із каналів похилого п'єзоперетворювача із змінним кутом вводу. Фіг. 2 28620 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3