Способ измерения давления жидкости в трубопроводе и устройство для его осуществления

Способ измерения давления жидкости в трубопроводе и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при дистанционном контроле давления текучих сред в трубопроводах без нарушения их целостности в широком диапазоне температур, например , для диагностики гидравлических систем самолетов. Цель изобретения - повышение точности измерения в широком диапазоне температур. Для этого предлагается одновременно с формированием, приемом и измерением времени распространения рабочих импульсов , распространякщихся в жидкости , аналогичные опера:ции производить над дополнительными ультразвуковыми , импульсами, распространяющимися в стенке трубопровода от единого излучателя 3. Функцию измерения параметров данных импульсов выполняет дополнительная электрическая схема 9, содержащая те же элементы, что и. основная схема 5, а именно второй усилитель 10, второй формирователь 11, второй преобразователь 12, включенные последовательно. Основное назначение дополнительных импульсов - температурная корректировка рабочих импульсов. Вьщеления информативного сигнала, зависящего от скорости распространения ультразвуковой волны в контролируемой жидкости в зависимости от ее температуры, осуществляется преобразователями 15 и 12 рабочего и дополнительного сигналов. При этом, ввделенныё сигналы имеют форму прямоугольных импульсов , постоянных по амплитуде, длительностью , равной временному интервалу между переменными фронтами рабочего и дополнительного импульсов. Значение измеряемого давления жидкости определяется путем суммирования информативных сигналов в сумматоре 6. , 2 ил. 2 с.п. ф-лы. (Л 00 й ел ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК сЮ 4 С О1 Е 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4119100/24-10 (22) 15.09.86 (46) 30.07.88. Бюл. К- 28 (71) Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации (72) P.M.Äàñêoâñêèé и В.С.Усанов (53) 531. 787 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1064171, кл. G 01 ? 11/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 7175809 кл. G 01 L 11/00, 1980. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ТРУБОПРОВОДЕ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при дистанционном контроле давления текучих сред в трубопроводах без нарушения их целостности в широком диапазоне температур, например, для диагностики гидравлических систем самолетов. Цель изобретения — повышение точности измерения в широком диапазоне температур. Для этого предлагается одновременно с формированием, приемом и измерением времени распространения рабочих импульсов, распространяющихся в жидкости, аналогичные операции произво„„SU„„1413456 А1. дить над дополнительными ультразвуковыми импульсами, распространякщимися в стенке трубопровода от единого излучателя 3 ° Функцию измерения параметров данных импульсов выполняет дополнительная электрическая схема 9, содержащая те же элементы, что и.основная схема 5, а именно второй усилитель 10, второй формирователь 11, второй преобразователь 12, включенные последовательно. Основное. назначение дополнительных импульсов — температурная корректировка рабочих импульсов. Выделения информативного сигнала, зависящего от скорости распространения ультразвуковой волны в контролируемой жидкос ф ти в зависимости от ее температуры, осуществляется преобразователями

15 и 12 рабочего и дополнительного С сигналов. При этом, выделенные сигналы имеют форму прямоугольных импуль- Я сов, постоянных по амплитуде, длительностью, равной временному интервалу между переменными фронтами ра- 4Ь бочего и дополнительного импульсов. iaseL

Значение измеряемого давления жидкос- фф ти определяется путем суммирования ф информативных сигналов в сумматоре 6. р . 2 ил. 2 с.п. ф-лы. CO

1413456

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к способам и устройствам для ультразвукового измерения давления жид5 кости в трубопроводах без их расстыковки и введения в контакт со средой каких-либо чувствительных элементов, и может быть использовано в различных областях техники, например, для диаг" 10 костики гидравлических систем летательных аппаратов.

Целью изобретения является повышение точности измерения давления B ! широком диапазоне температур.

На фиг. 1 представлена структурная блок-схема измерителя давления жидкости в трубопроводе; на фиг.2— временная диаграмма работы устройства.

Устройство для измерения давления жидкости в трубопроводе 1 содержит, размещенные на трубопроводе 1 преобразователь 2 температуры контролируемой жидкой среды, акустически связанные излучатель Э и приемник

4 ультразвукового преобразователя и электрическую схему, включающую с одной стороны последовательно соединенные приемник 4 ультразвукового 30 преобразователя, блок 5 формирования импульсов и сумматор 6, а с другойгенератор 7 импульсов, к выходу которого подключены излучатель 3 и блок 8 задер)кки, выход которого под- 3j ключен к второму входу блока 5 формирования импульсов. Устройство снабжено дополнительной электрической схемой 9, содержащей последовательно подключенные к выходу преобразовате- g0 ля 2 температуры контролируемой жидкости усилитель 10, формирователь 11 и преобразователь 12 импульсов, второй выход которого подключен к второму входу сумматора 6, а второй вход — к второму выходу блока 8 задержки. Преобразователь 2 температуры выполнен в виде корректирующего приемника 4 ультразвукового преобразователя, а блок 5 формирования:импульсов представляет собой последовательно подключенные к выходу приемника 4 ультразвукового преобразователя усилитель 13, формирователь

14 и преобразователь 15 импульсов, выход которого подключен к сумматору б, а второй вход — к выходу олока 8 задержки. Преобразователи 12 и

15 выполнены в виде электронных ключей, а блок задержки формирует прямоугольные импульсы.

Для формирования в сумматоре 6 сигнала, пропорционального измеряемому давлению с учетом температуры контролируемой среды, предусмотрена электрическая схема, состоящая из счетчика 16 импульсов, генератора

17 и счетчика 18 тактовых импульсов. При этом вход счетчика 18 подключен к выходу преобразователя 15 импульсов, а выход — к первому входу счетчика 16 импульсов, выход которого подключен к третьему входу сумматора 6, а второй и третий входы соответственно - к выходу второго преобразователя 12 и к выходу генератора 17 счетных импульсов, подключенного к четвертому входу сумматора 6.

Устройство, реализующее способ измерения давления жидкости в трубопроводе, работает следующим образом.

При помощи генератора,7 импульсов вырабатывается последовательность коротких импульсов, которые направляются на излучатель 3, где они преобразуются в ультразвуковые колебания, которые через стенку трубопровода 1 вводятся в контролируемую среду. Отразившись от противоположной стенки трубопровода 1, ультразвуковые колебания второй раз проходят через контролируемую среду и стенку и попадают на основной приемник 4 ультразвукового преобразователя, где они преобразуются в электрические импульсы. Одновременно часть ультразвуковых волн распространяется в стенке трубопровода 1 и после многократного отражения принимаются преобразователем 2 температуры, выполненным в виде корректирующего приемника 4 ультразвукового преобразователя, который также преобразует ультразвуковые волны в электрические импульсы. Усилители 10 и 13 усиливают эти импульсы, а формирователи 11 и

14 формируют импульсы прямоугольной формы определенной длительности, которые поступают соответственно на входы преобразователей 12 и 15, выполненные в виде электронных ключей.

На управляющий вход преобразователя поступают из блока 8 прямоугольные импульсы, задержанные на время Я которые открывают ключ раньше прихода основного импульса из приемника

4 ультразвукового преобразователя на

3 1413456 . время 11 и закрывают его по истече. нии длительности ь (фиг. 2, пози ция 1 по ординате) .

Таким образом, формируется информативная длительность ь (фиг.2, и

5 позиция 2) сигнала основного приемника 4 и на это время Г сигнал с

15 преобразователя 15 открывает счетный вход сумматора 6. На управлякщий вход преобразователя 15 поступает из блока 8 прямоугольный импульс, задержанный на время который ф открывает его раньше прихода импульса, сформированного цепочкой 4-13-14, 15 и закрывает его по истечении длительности, т.е. формируется им-, пульс длительности ь, (позиция 2 на фиг. 2), пропорциональный времени прохождения основной ультразвуковой волны через контролируемую среду.

Аналогично получают .корректирующий импульс, сформированный цепочкой

2-10-11-12 с длительностью пропорцио" нальной температуре трубопровода 1 (контролируемой среды}.

Для того, чтобы число импульсов

Н, записанных в счетчике 16, было пропорционально величине давления с учетом поправки на температуру среды на время à (позиция 4 на фиг. 2}, открывают счетный вход счетчика 16, подключенный к выходу генератора 17 и формируют в счетчике 16 число импульсов N.<< (позиция 6, фиг.2), причем это количество определяется дли- 35 тельностью импульса 11 и числом тактов записи, определяемыхвыходом счет-, чика 18, который подключенк управляю.щему входу счетчика 16. При наличии сигнала на этом входе число импуль, сов накопленных в счетчике 16 за Ng такт тов, переписывают в разностный вход сумматора 6.

Использование изобретения повышает точность измерений в широком диапазоне температур контролируемой жидкой среды за счет более полного учета и локализации температурного фактора, повышает быстродействие за счет снижения инерционности преобразователя температуры..

Формула изобретения

1. Способ измерения давления жид55 кости в трубопроводе, заключающийся в формировании ультразвуковым излучателем периодических, рабочих импульсов, распространяющихся с одной стороны через линию задержки, а с другой - через жидкость, приеме и выделении информативных электрических прямоугольных импульсов постоянной амплитуды, по длительности равных ин- тервалам между передними фронтами принятого и задержанного импульсов, измерении температуры жидкости и проведении температурной коррекции выходного сигнала, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности в широком диапазоне температур принимают ультразвуковым преобразователем дополнительную ультразвуковую волну, распространяющуюся в стенке трубопровода в процессе формирования рабочих импульсов от ультразвукового излучателя, суммируют время температурного приращения скорости ее распространения за определенное число периодов рабочих импульсов, вводят температурную поправку путем определения временных интервалов между передними фронтами рабочего и дополнительного импульсов и определяют давление жидкости суммированием скорректированных рабочих импульсов за определенное число периодов °, 2. Устройство для измерения давления жидкости в трубопроводе, содержащее первый преобразователь импульсов, первый усилитель и первый формирователь импульсов, а также преобразователь температуры контролируемой среды и акустически связанных через жидкость и стенки трубопровода излучатель и приемник ультразвукового преобразователя, выход которого через последовательно соединенные первый усилитель и первый формирователь импульсов подключен к первому входу первого преобразователя импульсов, второй вход которого подключен к первому выходу линии задержки, включенной в цепь излучателя и генератора импульсов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй преобразователь импульсов, счетчик импульсов, генератор счетных импульсов, счетчик тактовых импульсов, сумматор с четырьмя входами, второй усилитель и второй формирователь импульсов, причем выход первого преобразователя импульсов подключен к

1413456

tg И

Составитель С.Романский

Техред М.Ходанич Корректор 0- Кравцова

Редактор M.Êåëåìåø

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3773/43

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор л, ул. Проект а первому входу сумматора и через счетчик тактовых импульсов к первому входу счетчика импульсов, соединенного своим вторым. входом с первым выхо5 дом второго преобразователя импульсов, третьим входом — с выходом генератора счетных импульсов и четвертым в одом сумматора, третий вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, а второй - к второму выходу второго преобразователя импульсов, соединенного своим вторьм входом с выходом линии задержки, а первым входом — с выходом второго формирователя импульсов, при этом вход второго усилителя подключен к выходу преобразователя температуры контролируемой среды.