专利名称：锁相频差超声流量计的利记博彩app
技术领域：
本实用新型属于一种液体流量测量仪器，它可应用于化工、石油、自来水等管道的流量检测。
目前的超声流量计有采用时差法、相位差法、频差法(声环法)。这三种方法都是脉冲断续发射－－接收方式。我们知道，用时差法或相位差都受到由温度影响的声速影响，生产较大的测量误差。频差法是利用顺逆二个脉冲声道的频率(即声环)差测定流速而得到管截面流量模式，此种流量与频差关系已没有声速项，也即与液温没有关系，这种方法的应用受到极大重视，特别是变换器有二个折射面时，在声楔中的声速C′受温度影响极小，△C′引起的测量误差可减少一个数量级，而声环频率测量精度可测到相当高。但是通常研制的采用脉冲声环法的流量计，往往会受到偶然因子扰动，例如汽泡或颗粒杂质等阻挡，使工作过程破坏，产生不稳定现象。另外，工业管道内流体一般都属于不稳定，对声脉冲有较大影响，使接收到的形脉冲畸变较大，带来不稳定因素。
本实用新型的目的是提供一种采用连续波发射、双声道锁相处理的频差法测量的流量计。这种流量计克服了前述的不稳定因素，使流量计能可靠稳定工作。
本实用新型采用双声道，即顺环系统Ⅰ和逆环系统Ⅱ和差频器Ⅲ组成，见图1。顺环系统Ⅰ和逆环系统Ⅱ结构相同，只是发射方向相反 这种系统由接收换能器1、接收解调器2、过零比较器3、锁相环4、波形变换器5、调制器6、功率放大器7和发射换能器8组成。
下面结合图2说明工作原理如下顺环系统Ⅰ经过调制的高频信号发生器由集成电路IC5(74HCO4)及外围电路组成石英稳频电路，该电路为一个多谐振荡器，石英晶振为10兆赫。信号经三极管BG3功率放大后推动换能器(锆钛酸铝压电晶片)，向管道液体发射超声波，接收换能器1接收的信号经调幅放大，解调成正弦调制波，接收解调器由集成电路IC1(D2204)及外围电路组成。R1C1是自动增益电路，L1C3组成接收信号的谐振电路，带宽小于10KHZ已满足要求，集成电路D2204内部电路可完成调幅检波，输出信号经三极管BG1放大后推动集成电路IC2比较器。过零比较器3由集成电路IC2(LM393)及外围电路组成迟滞比较，C5、C6使信号过零比较形成通路，比较信号由集成电路IC2的7脚进入锁相环4的输入端14脚。锁相环4由集成电路IC3(CD4046)及外围电路R10、R11、R12、C9、C10组成。R11、R12、C9组成比例积分型环路滤波器，它具有低通滤波性质，把鉴相器检出的相位误差转换成直流电压去推动压控振荡器，由4端输出的方波频率信号反馈到鉴相器另一输入端3脚与14脚输入信号比较，以消除相位误差，在13脚输出滤波时，相位误差可自动校正到零，以满足数学模型中的假设条件，压控振荡器中心频率由R10、C10调定。集成电路IC3输出脚4端方波信号fm1分二路，一路fm1可直接到差频器Ⅲ与fm2相减，以取得频差；另一路要把此方波信号送到集成电路IC4转换为正弦信号，才可调制高频信号以载波形式发送到管道中去。波形变换器5由集成电路IC4(CD4069)及外围电路R13、C11、C12组成。C11可防止电路振荡，C12是积分电容，R13是产生使反相器变成线性放大器所需工作点的电阻。正弦波由8脚输出至调制器6经开关管BG2去调制高频信号，BG2的发射极串接在集成电路IC5中，BG2基极电压的变化使其射极输出电压变化，因而IC5的有效电源电压发生相应变化，使高频信号受到调制。被调制的信号经功率放大器7功放后送至发射换能器8发射。
逆环系统Ⅱ的电路原理与顺环系统完全一样，只是方向相反。
本实用新型的数学模型为Q＝ (KLπD2)/(8ncosα) △fmL┄声路长度n┄波数D┄管内径K┄与雷诺数有关的系数△fm┄顺逆向频差公式中消去了与温度有关的声速项，而频差由电路IC11直接相减而得。由于式中其它各项都是常数，运算十分方便，后继设备完成运算后直接显示，记录瞬时，累计流量。
本实用新型的优点是采用了相位法与频差法相结合，使流量计既具有相位检测容易，又具有不受流体温度影响的优点。其次，用双声道连续波发收，因而不会产生杂波干扰，声道系统工作稳定可靠。再有，用锁相跟踪环，消除了相位误差，满足了建立数学模型时的假设条件，使仪器精度提高，反应速度快。
图1是本实用新型的方框图。
图2是本实用新型的电原理图。
实施例本实用新型测试的管道直径为50mm，发射、接收换能器选用PZT－5晶片，厚度为0.2mm。本实用新型的主要元器件型号或参数如下IC1集成电路D2204IC2集成电路LM393IC3集成电路CD4046IC4集成电路CD4069IC5集成电路74HC04IC6集成电路4013BG1三极管 9011BG2三极管 9012BG3三极管 8050R1、R6电阻器 10KΩR3、R8、R18电阻器 4.7KΩR4、R5、R12电阻器 100KΩR7电阻器 10MΩR11电阻器 1MΩR2、R3、R14电阻器 2.7KΩR15、R16、R17电阻器 1KΩ
R10精密多圈电位器30KΩC1、C7、C10电容器510PC2、C5、C8、C14电容器 0.01ufC9电容器 2ufC12电容器 820PC13电容器 2200P
权利要求1.一种锁相频差超声流量计，采用连续频差法，利用顺逆二个脉冲声道的频率差测定流速而得到管截面流量模式，它由顺环系统Ⅰ、逆环系统Ⅱ和差频器Ⅲ组成，其特征是每一个系统则由接收换能器1、接收解调器2、过零比较器3、锁相环4、波形变换器5、调制器6、功率放大器7和发射换能器8组成。
2.根据权利要求1所述的锁相频差超声流量计，其特征是所说的锁相环4由集成电路CD4046及其外转电路R10、R11、R12、C9、C10组成。
3.根据权利要求1所述的锁相频差超声流量计，其特征是所说的波形变换器5由集成电路CD4069及外围电路R13、C11、C12组成。
专利摘要一种锁相环频差超声流量计，采用连续频差法，利用顺逆二个脉冲声道的频率差测定流速而得到管截面流量模式，它由二个顺逆二个系统和差频器组成。每一个系统则由接收换能器、接收解调器、过零比较器、锁相环、波形变换器、调制器、功率放大器和发射换能器组成。它具有不受流体温度影响的优点，使仪器的精度提高，反应速度快。它可用于化工、石油、自来水管道中的流量检测。
文档编号G01F1/66GK2114811SQ9220172
公开日1992年9月2日 申请日期1992年1月25日 优先权日1992年1月25日
发明者邵元兴, 陈伯诚 申请人:邵元兴, 陈伯诚