Устройство для градуировки ультразвуковых расходомеров

Устройство для градуировки ультразвуковых расходомеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ РАСХОДОМЕРОВ} содержащее емкость с контролируемой средой , снабженную измерителем скорости распространения ультразвуковых колебаний , установленные в ней ультразвуковые преобразователи, подключенные к приемо-передакщему блоку, блок, временной задержки с блоком управления, регистрирующий блок, вычислительный блок отличающееся тем, что, сЛгелью повьнаения точности градуировки и расширения функциональных, возможностей, в не1чэ введенц регулируемый модификатор ультразвуко .ых колебаний и блок линейно-угловых перемещений, причем регулируемый модификатор размещен между ультразвуковыми преобразователями, а блок линейно-угловых перемещений механически сЕязан по крайней мере с одним из них, выходы блока временной задержки подключены к запускающим входам регистрирующего блока и приёмо-передгиощего блока, выход которое го подключен к измерительному входу регистрирующего блока, связанного с вычислительным блоком. 1 - -, .. S f СЛ СО 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 3(51) С 01 F 25 00 ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0ТНРЬП ИЙ (21) 3443706/18-10 (22) 28 ° 05 ° 82 (46) 07.12.83. Бюл. )) 45 (72) Х.С. Тян, В.А. Решетников, А.Н. Лосихин и Г,Н. Колодяжный (71) Проектно-конструкторский и технологический институт Водоавтоматика и метрология (53) 534 ° 232 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 206846 кл. G 01 F 1/66, 1966 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 792143, кл. G 01 P 5/00;

G 01 F 1/66 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ

УЛЬТРАЗВУКОВЫХ PACXOÄÎÌÅÐOÂ, содержащее емкость с контролируемой средой, снабженную измерителем скорости распространения ультразвуковых колебаний, установленные в ней ультразвуковые преобразователи, подключенные к приемо-передающему блоку, блок. временной задержки с блоком управления, регистрирующий блок, вычислительный блок о т л и ч аю щ е е с я тем, что, сУцелью повышения точности градуиров ки и расширения функциональных возможностей, в него введены регулируемый модификатор ультраэвуко;,вых колебаний и блок линейно-угловых перемещений, причем регулируемый модификатор размещен между ультразвуковыми преобразователями, а блок линейно-угловых перемещений механи чески связан по крайней мере с одним из них, выходы блока временной задержки подключены к запускающим е входам регистрирующего блока и приемо-передающего блока, выход которо

ro подключен к измерительному входу регистрирующего блока, связ анного С с вычислительным блоком.

1059440

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для градуировки ультразвуковых расходомеров, применяемых в основном в отрасли мелиораций и водного хозяйства для измерения расхода воды в открытых каналах.

Известно устройство для градуировки ультразвуковых расходомеров, в котором в качестве имитатора потока жидкости используется регулируе-)О мая линия задержки jl) .

Недостаток устройства заключается в узких функциональных возможностях.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устрой-15 ство для градуировки ультразвуковых расходомеров,содержащее емкость с кон" тролируемой средой, снабженную измерителем скорости распространения ультразвуковых колебаний, установленные в ней ультразвуковые преобразователи подключенные к приемо-передающему блоку, блок временной задержки с блоком управления, регистрирующий блок и вычислительный блок (2J .

Недостатки известного устройства заключаются в низкой точности градуировки и узких функциональных возможностях.

Цель изобретения — повышение точности градуировки и расширение функциональных воэможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для градуиров" ки ультразвуковых расходомеров, содержащее емкость с контролируемой средой, снабженную измерителем ско- рости распространения ультразвуковых колебаний, установленные в ней ультразвуковые преобразователи, подключенные к приемо-передающему бло- 40 ку, блок временной задержки с блоком управления, регистрирующий блок, вычислительный блок, введены регулируемый модификатор ультразвуковых колебаний и блок линейно-yrzzozpx 45 перемещений, причем регулируемый ,модификатор размещен между ультразвуковыми преобразователями, а блок линейно-угловых перемещений механически связан по крайней мере с одним иэ них, выходы блока временной за» держки подключены к запускающим входам регистрирующего блока и приемо-передающего блока, выход которого подключен к измерительному входу

Регистрирующего .блока, связанного с вычислительным блоком.

На .чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит ультразвуковые преобразователи 1 и 2, емкость 3 60 с» контролируемой средой, приемо-передающий блок 4, регистрирующий 5 и вычислительный б блоки, измеритель 7 скорости ультразвуковых колебаний, блок 8 линейно-угловых пе- 65 ремещений, регулируемый модификатор

9 ультразвуковых колебаний, блок вре менной задержки с блоком управления в виде генератора 10 и источника 11 временного сдвига.

Блок 8 линейно-угловых перемещений механически связан с ультразвуковыми преобразователями 1 и 2 и позволяет отклонять ультразвуковые преобразователи по углу в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно оси, проходящей через центры преобразователей, и смещать,ь по линейному размеру в вертикальй0й и горизонтальной плоскостях.

Регулируемый модификатор 9 ультразвуковых колебаний устанавливает1ся на пути распространения ультразвуковых импульсов между ультразвуковыми преобразователями 1 и 2 и регулирует амплитуду и длительность фронта на выходе приемного преобразователя. Вход источника 11 временного сдвига связан с выходом генератора

10, а выход опорного сигнала источника временного сдвига связан с запускающим входом регистрирующего блока, выход задержанного сигнала 1 источника временного сдвига связан с запускающим входом приемо-передающего блока 4.

Устройство работает следующим образом.

Рабочее уравнение ультразвукового расходомера для время-импульсного метода имеет следующий вид: 1= — - — ) (1)

С-Ч С Ч где Ы вЂ” разность времени распрост ранения ультразвуковых колебаний, направленных по потоку и против потока;

- .расстояние между ультразвуковыми преобразователями; скорость распространения ультразвуковых колебаний; скорость потока вдоль трассы распространения ультразвукового луча.

После преобразования рабочего уравнения расходомера относительно скорости потока Ч имеем

С д л1, (2)

В формуле (2) при известном значении параметров С и L скорость потока пропорциональная разности времени .

В предлагаемом устройствескорость ультразвуковых колебаний С измеряется блоком 7> расстояние между ультразвуковыми преобразователями устанавливается равным L и разность вре.. мени устанавливается блоком ll. При определении основной погрешности градуируемого расходомера ультразвуковые преобразователи по линейно-угло1059440

Составитель В. Вавер

Редактор О. Черниченко Техред М,Костик КорректорС. шекмар

Заказ 9818/46 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5

Филиал ппп патент, r. Ужгород, ул. проектная, 4 вым размерам устанавливаются в нуле вое положение, регулируемый модификатор 9 не изменяет амплитуду и форму ультразвуковых импульсов. Генератор 10 запускает источник 11 времениого сдвига, который опорным сигналом запускает регистрирующее устройство 5, а задержанным сигналомприемо-передающий блок 4, который формирует ультразвуковой импульс на передающем преобразователе и принимает ультразвуковой импульс на приемном преобразователе и принятым сигналом останавливает регистрирующий блок 5. Полученный р зультат поступает в вычислительный блок б, где по соответствующему алгоритму с использованием результатов измерения скорости ультразвука определяется коэффициент преобразования рас-. ходомера и основная погрешность.

Определение дополнительной погрешности от.отклонения линейно-угловых размеров установки ультразвуковых преобразователей проиэводится при помощи блока линейно-угловых перемещений путем изменения угла или смещения преобразователя в вертикальной и горизонтальной плоскостях от нулевого положения. При фиксированном значении устанавливаемых линейных и угловых параметров определяется коэффициент преобразования и дополнительная погрешность расходомера.

Для определения дополнительной ,погрешности от изменения амплитуды g

;ультразвукового сигнала на входе приемного преобразователя на модификаторе 9 устанавливается фиксированное значение коэффициента модификации.и при этом значении определяется коэффициент, преобразования расходомера. Путем обработки результатов измерения определяется коэффициент преобразования и дополнительная погрешность от изменения амплитуды и фронта сигнала.

Предлагаемое устройство в отличие от известного позволяет определить дополнительные погрешности от изменения амплитуды и фронта -ультра-!

О звукового сигнала и неточйости установки ультразвуковых преобразователей, что позволяет расширить функциональные возможности устройства.

15 В качестве модификатора можно применить набор акустической резины различной толщины.

Точность градуировки увеличивается за счет применения источника вре2р менного сдвига, включенного соответствующим образом. Погрешность установки вреь.енного интервала у источника временного сдвига меньше,, чем у различных линий задержки, а включение источника временных сдвигов позволяет уменьшить погрешность градуировки за счет начального сдви га градуировочной характеристики.

Использование устройства дает возможность выполнять градуировку ультразвуковых расходомеров и определять все метрологические характеристики имитационным методом.

Особенно эффективно предлагаемое устройство при градуировке расходомеров для расходов воды 10 -Ю .

400 м /с, поскольку для таких расходов при применении традиционных методов градуировки сле)1ует строить громоздкие установки.