Измерение скорости текучих сред, например воздушных потоков, измерение скорости твердых тел, например судов, самолетов и т.п., относительно текучей среды: .путем измерения непосредственного воздействия потока текучей среды на свойства, обнаруживаемые акустической волной – G01P 5/24

Изобретение относится к измерительной технике по ультразвуковым расходомерам, а именно к способам и устройствам измерения расхода объема и массы жидких и газовых сред в напорных трубопроводах круглого сечения. Устройство содержит ультразвуковой реохорд для трансформации электрических импульсов в ультразвуковые импульсы, а также для приема ответных ультразвуковых сигналов и трансформации их в электрические сигналы. Реохорд выполнен в форме двустенного «обода» с геометрией, аналогичной «велосипедному колесу». «Обод» закрепляется на поверхности трубопровода по типу кольца. Реохорд состоит из системы пьезоэлектрических пластин, размещенных по всему периметру трубы в виде пояса. Вся система пьезоэлементов одновременно посылает ультразвуковые импульсы в трубу и получает ответные ультразвуковые сигналы, которые трансформируются в реохорде в электрические сигналы. Обработка этих сигналов в электронном блоке дает информацию о точности и скорости течения среды в трубопроводе. Технический результат - повышение точности измерений скорости потока жидких и газообразных сред в напорных трубопроводах, упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей. 2 ил.

Ультразвуковое измерительное устройство (10), содержащее секцию (12) трубы, которая имеет центральную продольную ось (22) и поперечное сечение (24) с радиусом (R), по меньшей мере первую двухканальную измерительную систему, содержащую первый канал (30а) и второй канал (30b), заданные первой парой ультразвуковых преобразователей (32) и второй парой ультразвуковых преобразователей (32), закрепленных на стенке секции (12) трубы, первое расчетное устройство (38) и первый интегратор (40), предназначенный для определения скорости потока на основании первого значения скорости потока и второго значения скорости потока. Центральная продольная ось (22) задает горизонтальную плоскость (26) отсчета. Ультразвуковые преобразователи (32) каждого канала (30а-b) установлены друг напротив друга на концах соответствующих каналов (30а-b). При этом каждый канал (30а-b) расположен параллельно горизонтальной плоскости (26) отсчета на расстоянии от нее и содержит составляющую, перпендикулярную центральной продольной оси (22). Расчетное устройство предназначено для определения первого значения скорости потока для первого канала (30а) путем сравнения времен прохождения ультразвукового сигнала по первому каналу (30а) в направлении по потоку и против потока текучей среды, а также для определения второго значения скорости потока для второго канала (30b) путем сравнения времен прохождения ультразвукового сигнала по второму каналу (30b) в направлении по потоку и против потока текучей среды. При этом расстояние от каналов (30а-b) до горизонтальной плоскости (26) отсчета больше половины радиуса (R). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

Предлагается способ измерения статистических моментов второго порядка крупномасштабного по сравнению с длиной волны акустического излучения волнения водной поверхности с помощью акустической системы, включающей акустический доплеровский излучатель и три антенны: две приемные антенны с ножевыми диаграммами направленности и одну приемно-передающую с симметричной диаграммой направленности. Акустическую систему размещают на дне или на неподвижной подводной платформе и излучают вертикально вверх. Для такой конфигурации измерительной системы разработаны алгоритмы восстановления статистических моментов второго порядка и эффективного коэффициента отражения. Дополнительное использование в доплеровской акустической системе антенны с узкой симметричной диаграммой направленности позволяет, кроме того, измерять высоту значительного волнения и вычислять спектр возвышений. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности измерений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и преимущественно предназначено для использования в системах контроля и измерения скорости и расхода жидких и газообразных продуктов, транспортируемых по трубопроводам. Способ определения скорости потока и расхода жидких и газообразных продуктов включает в себя излучение акустических сигналов по потоку и против потока под разными углами к оси потока, затем определение разности времен прохождения этими сигналами базового расстояния, далее определение скорости потока V, по которой определяют расход. При этом дополнительно измеряют шумовую составляющую сигнала, из которой выделяют величину дисперсии спектра этой составляющей, и определяют скорость потока V. Технический результат - повышение точности измерения и контроля параметров потока. 3 ил.

Изобретение предназначено для измерения скорости потока текучей среды в трубопроводе. Измеритель потока, содержащий пару ультразвуковых преобразователей, переключают из пассивного состояния в активное на временных интервалах, отмеряемых генератором тактовых импульсов. В активном режиме излучают и принимают по меньшей мере одну пару ультразвуковых сигналов. Измеряют время прохождения каждого ультразвукового сигнала посредством счетчика, тактируемого быстродействующим генератором тактовых импульсов. Сравнивают фазы излученного и принятого сигналов. Используя фазовый компаратор, получают импульсный сигнал с длительностью, которая изменяется в зависимости от результата сравнения фаз. Посредством импульсного сигнала заряжают конденсатор. Считывающим устройством измеряют напряжение на конденсаторе. С помощью микропроцессора вычисляют скорость потока, основанную на измеренных времени прохождения и напряжении, и переключают ультразвуковой измеритель потока из активного состояния в пассивное после завершения вычисления. Ультразвуковые преобразователи, быстродействующий генератор тактовых импульсов, счетчик, фазовый компаратор и считывающее устройство, входящие в ультразвуковой измеритель, функционируют только в активном состоянии. Изобретение может работать от батареи до 10 лет, обеспечивает автоматическую калибровку и ввод поправок на отклонение параметров схемных компонентов. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение может быть использовано для определения средней скорости газовоздушного потока по сечению горной выработки. Устройство содержит формирователь возбуждающих импульсов 3, пьезокерамические преобразователи 1 и 2, коммутаторы 4 и 5, два канала обработки принятых сигналов, каждый из которых включает усилитель 10 (11), аттенюатор 12 (13) и детектор огибающей принятого сигнала 14 (15), на выходе которого параллельно подключены схема захвата принятого сигнала 16 (17) и схема слежения 18 (19) за его положением в заданном интервале. Каждая схема 16 (17) состоит из счетчика 22 (23) с блоком управления счетом 24 (25), подключенных к генератору тактовых импульсов 8 формирователя 3, компаратора 20 (21), детектора захвата импульса 26 (27) и детектора знака разности фаз 28 (29). Каждая схема слежения 18 (19) включает сдвоенную схему выборки-хранения 30 (31), ключи управления которой управляются сигналами формирователя импульсов выборки 36 (37), дифференциальный усилитель 32 (33) и анализатор нулевого уровня 34 (35). Сигналы счетчиков 22 (23) и формирователя 3 поступают в блок измерения интервалов времени 6, включающий два канала - для измерения разности времен прихода принятых сигналов и для измерения интервала времени распространения сигнала от излучающего до приемного преобразователя и соединенный с вычислительным блоком 6. Изобретение повышает точность измерения скорости потока за счет более точного определения момента прихода принятого сигнала. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано для измерения скорости и направления ветра, течения в море. Четыре акустических излучателя-приемника устройств для осуществления способа размещены в вершинах неправильного четырехугольника, лежащего в плоскости потока таким образом, чтобы в диаграмме направленности каждого из них находились три других. Фиксируют двенадцать времен прохождения сигналами акустических трасс в потоке между парами излучателей и приемников. Вычисляют угол между направлением вектора скорости потока и осью абсцисс в приборной системе координат, скорость звука С в среде и модуль вектора скорости v потока по приводимым выражениям. Устройства по обоим вариантам содержат усилители на прием и микропроцессор. В первом варианте устройства имеются генератор импульсных сигналов, выход которого подключен к стартовым входам преобразователей временных интервалов в код, генератор опорной частоты. Устройство по второму варианту содержит четырехразрядный регистр на прием, у которого единичные входы разрядов подключены к выходам усилителей на прием, и четырехразрядный регистр на излучение, ко входу которого подключен один из выходов микропроцессора. Изобретение обеспечивает повышение точности за счет исключения из результата измерения временных задержек в приемо-передающих трактах на акустических трассах. 3 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров дрейфа морских судов под действием морских течений. Существо изобретения заключается в том, что на подложке, снабженной флюгаркой и цилиндрическим шарниром, а также пластиной с боковой поверхностью, выполненной по закону спирали Архимеда, располагают волоконные катушки волоконно-оптического интерферометра (ВОИ), снабженного фазосдвигающим устройством. Предметная волоконная катушка ВОИ располагается на носовой части подложки, а опорная волоконная катушка - на боковой поверхности пластины, напротив которой закрепляют импульсный ультразвуковой излучатель (ИУИ). Угол поворота флюгарки под действием морского течения измеряется времяпролетным способом с помощью ИУИ и ВОИ. Скорость потока измеряется с помощью предметной волоконной катушки ВОИ. Электронная схема позволяет выделить низкочастотный гидрофизический сигнал и высокочастотный гидроакустический сигнал на выходе ВОИ и определить скос потока относительно киля судна и величину его дрейфа под действием морского течения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при калибровке абсолютных и относительных лагов. В способе, включающем излучение и прием через равные промежутки времени акустических сигналов и измерение времени распространения сигналов от судна до каждого из гидроакустических донных маяков-ответчиков (ДМО), дополнительно измеряют скорость распространения сигнала на стандартных горизонтах от поверхности воды до дна, измеряют глубину погружения приемо-передающей антенны судна, глубины установки ДМО, определяют расстояния в горизонтальной плоскости от судовой приемоизлучающей антенны до каждого ДМО (d₁, d ₂) и вычисляют продольную, поперечную и полную истинные скорости судна. Техническим результатом является обеспечение возможности измерения истинной продольной и поперечной составляющих скорости судна как в подводном, так и в надводном положении, а также повышение точности измерения скорости при изменениях параметров течения. 1 ил.

Устройство содержит измерительную трубу, в которой образован ряд впускных отверстий для обеспечения протекания в трубе нескольких газовых потоков, и ряд выпускных отверстий. На концах трубы размещены по меньшей мере два средства фокусировки ультразвукового излучения, выполненные в виде фокусирующих линз или рефлекторов параболической конструкции, и по меньшей мере два средства передачи/приема ультразвукового излучения, каждое из которых расположено в первой фокальной точке соответствующего средства фокусировки. В варианте выполнения каждое средство передачи/приема расположено между средством фокусировки и указанной первой фокальной точкой. Осевое направление ультразвуковых лучей между двумя средствами фокусировки имеет однородную плотность энергии и одинаковое направление, параллельное оси трубы. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения потоков с неравномерным профилем скорости, имеет простую конструкцию. 13 з.п. ф-лы, 8 ил.