190562. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés áramló közeg áramlási sebességének mérésére
9 190562 10 A 14 vonalon megjelenő 01 jelTTl időtartamig a 2. ábrán mutatott állásba kapcsolja a 4 és 5 kapcsolót, ezért az 1 órajelgenerátor T periódusidejű órajele a 2 meghajtófokozaton keresztül egyszerre gerjeszti a PA és a PB adó-vevőt, melyek célszerűen hangolt, piezoelektromos átalakítók az 1 órajel generátor alapfrekvenciájának közelében lévő rezonancia frekvenciával, így azokT'1 időtartamig akusztikus pl. 2,5 MHz-es ultrahangot bocsátanak ki. AÎT 1 időtartamot úgy kell megválasztani, hogy még a legnagyobb terjedési c sebesség mellett se érje el a két akusztikus jel a másik PB ill. PA adó-vevőt. AtTl időtartam kezdetével egyidőben indító 02 jelet ad ki a 3 vezérlőegység a 15 vonalon, ez indítja a 10 és 11 számlálókat, amelyek az 1 órajelgenerátor órajeleit számlálják. A 1 időtartam végén a 3 vezérlőegység a 01 Jellel átkapcsolja a 4 és 5 kapcsolókat, így a PA és PB adó-vevők vételi üzemmódban a 6 ill. 7 jelformáló áramkörökre kapcsolódnak. A vétel Î2 időtartamát úgy kell megválasztani, hogy az hosszabb Ideig tartson, mint ameddig a legkisebb szóbajövö terjedési c sebesség mellett a két akusztikus jel vége eléri a megfelelő PB ill. PA adó-vevőt. Az M mérócsőben tehát mind a PA adó-vevőtól, mind pedig a PB adó-vevőtől kiindul vaTT 1 időtartamig egy-egy közel szinuszosakusztikus jel halad egymással szemben, majd lineáris szuperpozícióval egymáson át, egészen a szemben lévő PB ill. PA adó-vevőig. A 4 és 5 kapcsolók még a megérkezés előtt átkapcsolódnak, így a 8 ill. 9 komparátor detektálja a megérkezést, és erre leállítja a 10 ill. 11 számlálót. A 10 ill. 11 számláló tartalma az egyik Ili. a másik irányba terjedő jel ti ill. t2 terjedési idejével lesz arányos. E két adatból a 12 számitóegység az (1) öszszefüggésekből egyszerűen nyerhető L 1 1 c = —(—I----) (9) 2 ti tz összefüggés alapján a terjedési c sebesség négyzetével arányos jelet állít elő a 26 kimenetén. A 12 számítóegység felépíthető analóg műveletvégző elemekből, ez esetben a 10 és 11 számlálók digitális jelét egy-egy digitálisanalóg átalakítóval analóggá kell átalakítani, de megvalósítható a 12 számitóegység digitális áramkörökkel is, ekkor a 26 kimeneten is digitális jelet szolgáltat. A vett jelek a négyszögesítő 6 ill. 7 jelformáló áramkörökön keresztül rákerülnek a 17 ill. 18 monostabil multivibrátorokra is, amely utóbbiak To időtartamú impulzusokat állítanak elő pl. a felfutó élekre. A To időtartam kissé rövidebb mint az 1 órajelgenerátor T periódusideje. Ezáltal a 20 fáziskülönbségképzőben a bemenetre jutó két jelsorozat fázisösszehasonlítását az órajelfrekvencia 0-n tartománya helyett közel 0-2n tartományban lehet elvégezni, s ez a mérés felbontóképességét javítja. A 20 fáziskülönbségképző akkor végzi a fázisösszehasonlitást, amikor a 3 vezérlőegység kimenő 16 vonalán fellépő 03 jel a kettős 19 kapcsolótTT3 időtartamig zárja. AX3 időtartam kezdete aXl időtartam végéhez képest *t időtartammal van késlelteve, ezt a késleltetést úgy kell megválasztani, hogy a jelek mindenképpen elérjék a PB ill. PA adó-vevőt és a tranziensek is elmúljanak. aT3 időtartamot a tranziensek miatt, a fázísdetektálés pontossága végett kicsit kisebbre kell választani aTTl időtartamnál. A 20 fáziskülönbségképző logikai NEM-ÉS-kaput és integrátort tartalmazó kivitelben a 28 kimenetén analóg feszültségjelet ad ki, amely arányos a c$ fáziskülönbséggel. Az arányossági tényező tartalmazza a fázisösszehasonlítás és így az integrálás periodikusan ismétlődőfC3 időtartamig tartó jellegéből adódó szorzótényezöt is. A találmány szerinti mérésben a terjedési c sebességnek megfelelő jelet előállító 13 egység a 2. ábrán szemlélteteknél egyszerűbben is kialakítható. Ha a c>>v feltétel teljesül, és a terjedési c sebességnek a hőmérsékletváltozás hatására beálló változása jóval nagyobb mint a legnagyobb áramlási v sebesség, ekkor az áramlási v sebesség kívánt pontosságú meghatározásához elegendő lehet a c sebesség egyszerűbb, egyetlen pl. a ti terjedési idő mérésével történő meghatározása. A (2) összefüggések egyikéből így adódik, hogy L C = - (10) ti Behelyettesítve ezt a (6). összefüggésbe, azt kapjuk, hogy L àÿ v ---------------‘B-----, (11) 2w ti2 ti2 ahol B a rendszerre jellemző állandó. Ennek megfelelően a 13 egység csak a 8 komparátort, a ti terjedési idővel arányos jelet előállító 10 számlálót és a 10 számlálóhoz csatlakozó, négyzetreemelő 12 számítóegységet tartalmazza, amely utóbbi 26 kimenete csatlakozik a (11) összefüggésnek megfelelő műveleteket elvégző 23 jelfeldolgozó egység egyik bemenetére. Ez a jelfeldolgozás történhet pl. úgy, hogy a 10 számláló kimenete digitális-analóg átalakítón keresztül analóg szorzóhoz, ennek kimenete analóg hányadosképző nevező bemenetére van kapcsolva, a hányadosképzó számláló bemenete a 20 fáziskülönbségképző 28 kimenetére kapcsolódik, és a hányadosképző kimenetére a B állandónak megfelelő szorzást biztosító műveleti erósitós analóg erősítő van csatlakoztatva, mely utóbbi kimenete képezi a 27 kimenetet. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 C
