178623. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés áramló folyadékok sebességének folyamatos mérésére keresztkorrellációs függvény alapján
3 178623 4 E nehézségek kiküszöbölése végett már javasolták a feladat megoldására a korrelációs módszerrel való hőelemes átfutási időmérést. A mérés elvégzésére általában univerzális korrelátorokat és számítógépeket alkalmaznak. Ilyen mérési elrendezést ismertet 5 az „A Solution to Difficult Flow Measurment Problems” című (NRDC Bulletin Inventions for Industry number 71, 1971) közlemény. A korrelátorok azonban nem adnak optimális megoldást az áramló közeg sebességiek mérésére, io mivel egyrészt nem rendelkeznek a mérés elvégzéséhez nélkülözhetetlenül szükséges speciális erősítő és szűrő áramkörökkel, másrészt feleslegesen bonyolultak és drágák. A korrelátorok sok olyan szolgáltatást is nyújtanak, amelyekre a sebességmérésnél nincs is 15 szükség. Még ha a korrelátorokat ki is egészítjük a mérés elvégzéséhez szükséges erősitő és szűrő áramkörökkel, még mindig csak az átfutás idő kodátozott pontosságú meghatározására alkalmasak, azonkívül állandó utánállítást igényelnek, tehát nem alkal- 20 masak automatikus és folyamatos mérésre. A korrelátorokkal végzett kísérleteink és méréseink meggyőztek arról, hogy a korrelátorokkal végzett sebességmérési módszer nem alkalmas szélesebb körű elterjedésre. Ennek elsősorban a bonyo- 25 lult, költséges és nehézkes jelfeldolgozás az akadályozója, mivel- az információt tartalmazó jel nagysága alig éri el az 1 pV-ot, ezért nagymértékű erősítésre és gon- 30 dós szűrésre van szükség ahhoz, hogy alkalmassá tegyük őket a korrelátorban való feldolgozásra,- maguk az univerzális korrelátorok bonyolult és drága berendezések, hiszen sokkal többet tudnak nyújtani, mint amire a sebesség-mérésnél szükség 35 van (a hozzákapcsolt számítógép még drágább, a számítógép szabad idejét aligha lehetne kihasználni),- korrelátor által szolgáltatott mérési eredményt (átfutási idő) nehézkes leolvasni és sebességre átszámítani. 4Q- a korrelációs függvény maximumának helyszíni leolvasása pontatlan, a korrelátorok felbontóképessége pedig korlátozott. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt vala- 45 mennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése és olyan berendezés kialakítása, mely a sebességmérést a keresztkorrelációs függvény alapján átfutási időmérésre vezeti vissza, továbbá olyan eljárást valósít meg,- gyors működésű,- aránylag pontos mérést eredményez, kb. 1%- a korrelációs görbe változására kevésbé érzékeny, JS- a mérést a keresztkorrelációs görbe három jellegzetes pontjának megkeresésével végzi. Maga a berendezés pedig- hordozható, 50- egyszerű felépítésű, csak a sebességméréshez szükséges áramköröket tartalmazza,- nincs szükség kiegészítő berendezésekre, tehát minden áramkört magában foglal, ami a mérés elvégzéshez szükséges, 55 — alkalmas ultrahang-, hő- és 7-sugárzás fluktuáció alapján való sebességmérésre, — automatikus működésű, — ipari környezetben is alkalmazható kivitelű, — kimenő jele a mért sebesség, — a hasonló célra szolgáló berendezésekhez képest olcsóbb, — kis energia-fogyasztású, hosszú élettartamú, és megbízható működésű, — üzemeltetéséhez kvalifikált munkaerő nem szükséges. A találmánnyal megoldandó feladatot a fentieknek megfelelően az áramló folyadékok sebességének automatikus mérésében jelölhetjük meg. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat megoldásához elegendő csupán a keresztkorrelációs függvény három jellegzetes pontjához tartozó időeltolás meghatározása és azok folyamatos mérése. A találmány szerinti eljárás, tehát olyan ismert eljárás továbbfejlesztése, mely alkalmas áramló folyadékok sebességének mérésére, keresztkorrelációs függvény alapján, késleltetők alkalmazásával. Az eljárásnál az áramló folyadék áramlásának irányában egy bázistávolság kezdő és végpontján az áramló folyadék valamely paraméterének átlag érték körüli ingadozását (pl. hőmérsékletének, gamma-aktivitásának, vagy ultrahang-átvilágítással mért sűrűségének ingadozását) a választott fizikai jellemzőnek megfelelő detektorral érzékeljük, majd az első és a második detektor jelét erősítjük és szüljük. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy az első és a második detektor erősített és szűrt jelét három, első, második és harmadik, illetve egy további negyedik frekvencia-vezérelt késleltetővel késleltetjük. A késleltetett jeleket négy szorzóáramkörrel összeszorozzuk. Az első, illetve a második, harmadik és negyedik késleltető késleltetését egy-egy integrátorral és az egyes integrátorok kimenetére kapcsolt feszültség-frekvencia átalakítóval változtatjuk. A változtatást úgy végezzük, hogy előbb az első integrátor bemenetére felváltva pozitív és negatív töltő feszültséget kapcsolunk, mellyel az első késleltető késleltetését addig változtatjuk, míg a harmadik szorzóáramkör átlagolt feszültsége nagyobb lesz egy alapjelnél. Ha az átlagolt feszültség nagyobb az első, illetve a második integrátor bemenetére a szorzóáramkörök feszültségéből képzett egy-egy hibajelet kapcsolunk. Ezen két hibajellel az első, illetve a további három késleltető késleltetését változtatjuk. A találmány érteimben célszerű, ha az első és a negyedik, illetve a harmadik és a negyedik késleltető késleltetett jelét az első és második szorzóáramkörrel összeszorozzuk. Majd a két szorzóáramkör kimenő jelből egy első kivonóáramkörrel az első hibajelet előállítjuk, mellyel az első integrátoron és az első feszültség-frekvencia átalakítón át az első késleltető késleltetését változtatjuk. Célszerű továbbá, ha az első és a második szorzóáramkör kimenő jelét egy összeadóáramkörrel összeadjuk, és a harmadik szorzóáramkörrel megszorozzuk. A második és a negyedik késleltető késleltetett jelét a negyedik szorzóáramkörrel összeszorozzuk, majd a harmadik és a negyedik szorzóáramkör kime-2
