用于测量管道中受控介质的体积流率的设备的制作方法

专利名称：用于测量管道中受控介质的体积流率的设备的制作方法
用于测量管道中受控介质的体积流率的设备
提出的技术方案涉及测量设备领域，并且能够用于更精确地测量管道中受控介 质的体积流率。
类似技术方案是已知的，例如，见俄罗斯联邦专利2160887号，IPC=GOl F-1/66。该已知方案包括
-具有受控介质的管道；
-安装于具有受控介质的所述管道上的第一超声信号发射-接收辐射体；
-安装于具有受控介质的所述管道上且相对于所述第一超声信号发射-接收辐射 体移位的第二超声信号发射-接收辐射体；
-开关板，其第一和第二输入端口分别连接至所述第一和第二超声信号发射-接 收辐射体的输出端口；
-超声信号放大器，其输入端口连接至所述开关板的输出端口；
-比较器，其第一输入端口连接至所述超声信号放大器的输出端口；
-OR电路，其第一输入端口连接至所述比较器的输出端口；
-第一单稳多谐振荡器，其输入端口连接至所述OR电路的输出端口；
-第一AND电路，其第一输入端口连接至所述第一单稳多谐振荡器的输出端 Π ；
-第二单稳多谐振荡器，其输入端口连接至所述第一单稳多谐振荡器的输出端 Π ；
-第二AND电路，其第一输入端口连接至所述第一单稳多谐振荡器的输出端 Π ；
-第一超声信号源，其输入端口连接至所述第一AND电路的输出端口，并且其 输出端口连接至所述第一超声信号发射-接收辐射体的输入端口；
-第二超声信号源，其输入端口连接至所述第二AND电路的输出端口，并且其 输出端口连接至所述第二超声信号发射-接收辐射体的输入端口；
-第三AND电路；
-脉冲计数器，其第一输入端口连接至AND电路的输出端口，并且其输出端口 连接至所述第三AND电路的第一输入端口 ；
-逐次代码逼近寄存器，其第一输入端口连接至所述脉冲计数器的输出端口；
-减法单元，其第一输入端口连接至所述逐次代码逼近寄存器的输出端口；
-数字-模拟转换器，其输入端口连接至所述减法单元的输出端口，并且其输出 端口连接至所述比较器的第二输入端口；
-基于微处理器控制单元的软-硬件控制信号形成器，其第一输出端口连接至所 述第一 AND电路和所述第二 AND电路的第二输入端口并且连接至开关板的第三控制输 入端口，其第二输出端口连接至所述OR电路的第二输入端口、所述脉冲计数器的第二输 入端口、以及所述逐次代码逼近寄存器的第三输入端口，其第三输出端口连接至所述逐 次代码逼近寄存器的第二输入端口，其第四输出端口连接至所述减法单元的第二输入端口，其第一输入端口连接至所述逐次代码逼近寄存器的输出端口，并且其第二输入端口 连接至所述比较器的第三输入端口、连接至第二单稳多谐振荡器的输出端口、以及使用 双向总线连接至所述第三AND电路的第二输入端口。-基于微处理器控制单元的用于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的 时间的软-硬件单元；-基于微处理器控制单元的用于计算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发 射的时间的软-硬件单元；-基于微处理器控制单元的用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受 控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的软-硬件单元；_基于微处理器控制单元的用于确定(计算)管道中受控介质的体积流率的 软-硬件单元。提出的技术方案和上述类似的技术方案的特征在于以下共同特征-具有受控介质的管道；-安装于具有受控介质的所述管道上的第一超声信号发射_接收辐射体；-安装于具有受控介质的所述管道上且相对于所述第一超声信号发射_接收辐射 体移位的第二超声信号发射_接收辐射体；-开关板，其第一和第二输入端口分别连接至所述第一和第二超声信号发射_接 收辐射体的引脚；-超声信号放大器，其输入端口连接至所述开关板的输出端口；_超声信号源；_数字-模拟转换器；-控制信号形成器，其第一输出端口连接至所述开关板的第三控制输入端口；-用于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元；_用于计算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元；-用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号 发射之间的时间差的单元；-用于确定(计算)管道中受控介质的体积流率的单元。
用作原形的类似技术方案(见USSR的发明人证书918790号)也是已知的。其 包括-具有受控介质的管道；-安装于具有受控介质的所述管道上的第一超声信号发射_接收辐射体；-安装于具有受控介质的所述管道上且相对于所述第一超声信号发射_接收辐射 体移位的第二超声信号发射_接收辐射体；_制作为可同步自动生成器的超声信号源、输入端连接至所述可同步自动生成器 的输出端口的延迟单元以及输入端连接至所述延迟单元的高压脉冲形成器，并且所述高 压脉冲形成器的第一输出端口连接至所述第一超声信号发射-接收辐射体的引脚，而所 述高压脉冲形成器的第二输出端口连接至所述第二超声信号发射-接收辐射体的引脚；_第一开关板，其第一输入端口连接至所述第一超声信号发射-接收辐射体的引 脚；
-第一控制单元，其输出端口连接至所述第一开关板的第二控制输入端口；_第二开关板，其第一输入端口连接至第二超声信号发射-接收辐射体的引脚；-第二控制单元，其输出端口连接至所述第二开关板的第二控制输入端口；-第一超声信号放大器，其输入端口连接至所述第一开关板的输出端口；_用于将超声信号转换为与沿管道中的受控介质的流动的超声信号发射的时间 对应的成组矩形脉冲的第一单元，其输入端口连接至所述第一超声信号放大器的输出端 Π ；-用于基于第一定时单元来计算沿管道中的受控介质的流动的超声信号发射的时 间的单元，所述第一定时单元的输入端口连接至用于将超声信号转换成成组的矩形脉冲 的所述第一单元的输出端口 ；-第二超声信号放大器，其输入端口连接至所述第二开关板的输出端口；-用于将超声信号转换为与反向于管道中的受控介质的流动的超声信号发射的时 间对应的成组矩形脉冲的第二单元，其输入端口连接至所述第二超声信号放大器的输出 端□；-用于基于第二定时单元来计算反向于管道中的受控介质的流动的超声信号发射 的时间的单元，所述第二定时单元的输入端口连接至用于将超声信号转换成成组的矩形 脉冲的所述第二单元的输出端口，并且所述第二定时单元的输出端口连接至所述超声信 号源的所述可同步自动生成器的输入端口；-用于找出沿所述管道中的受控介质的流动和反向于所述管道中的受控介质的流 动发射的超声信号之间的延迟时间差的单元，其第一输入端口连接至用于计算沿管道中 受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的输出端口，并且其第二输入端口连接至 用于计算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的输出端口；-调制脉冲形成器，其输入端口连接至用于将超声信号转换为成组矩形脉冲的所 述第一单元的输出端口；-第一解调器(低频滤波器)，其输入端口连接至用于找出延迟时间差的单元的 输出端口 ；-调制器，其第一输入端口连接至所述调制信号形成器的输出端口，并且其第二 输入端口连接至所述第一解调器的输出端口 ；-第二解调器(低频滤波器)，其输入端口连接至所述调制器的输出端口；-比例放大器(用于计算与管道中受控介质的流率成比例的信号的单元)，其输 入端口连接至第二解调器(低频滤波器)的输出端口。提出的技术方案和上述类似技术方案(原形)的特征在于以下共同特征-具有受控介质的管道；-安装于具有受控介质的所述管道上的第一超声信号发射_接收辐射体；-安装于具有受控介质的所述管道上的第二超声信号发射_接收辐射体；_超声 信号源；-第一开关板_第二开关板，其输入端口之一连接所述至第二超声信号发射-接收辐射体的引 脚；
-控制信号形成器(控制单元)，其第一输出端口连接至所述第二开关板的(第 三)控制输入端口；-超声信号放大器，其输入端口连接至所述第二开关板的输出端口；-用于计算沿管道中的受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元；-用于计算反向于管道中的受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元；-用于计算沿管道中的受控介质的流动和反向于所述管道中的受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的单元；-用于确定(计算)管道中的受控介质的流动的体积流率的单元。利用任一上述类似技术方案不能实现的技术结果包括降低沿管道中受控介质 的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的计算中的误差程度。不可能实现上述技术结果的原因在于如下事实，在确定沿管道中受控介质的流 动的超声信号发射的测得的时间值和反向于管道中的受控介质的流动的超声信号发射的 测得的时间值之间的差时，所使用的传统方法主要基于比较这些测得的值，从而获得该 差，这最终导致不能进行管道中受控介质的体积流率的精确计算，并且仍然没有在找到 替代方案方面作出足够的努力。考虑已知类似技术方案的描述和分析后，能够断定，研发用于测量管道中受控 介质的体积流率的装备的目标今天仍然是有重大意义的，该装备确保更高精度。通过如下事实实现了上述特定技术结果，用于测量管道中受控介质的体积流率 的设备包括具有受控介质的管道；安装于具有受控介质的所述管道上的第一超声信号 发射-接收辐射体；安装于具有受控介质的所述管道上、且在管道中的受控介质的流动 的方向上移位的第二超声信号发射_接收辐射体；超声信号源；第一开关板；第二开关 板，所述第二开关板的(第二)输入端口之一连接至所述第二超声信号发射-接收辐射体 的引脚；控制信号形成器，所述控制信号形成器的第一输出端口连接至所述第二开关板 的控制输入端口；超声信号放大器，所述超声信号放大器的输入端口连接至所述第二开 关板的输出端口；用于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元；用 于计算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元；用于计算沿管道中 受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的单元； 以及用于确定管道中受控介质的所述体积流率的单元，其特征在于如下事实，即所述设 备配备有数字-模拟转换器，所述数字-模拟转换器的第一输入端口连接至所述超声 信号源的输出端口，所述数字-模拟转换器的第二输入端口连接至所述控制信号形成器 的第二输出端口，并且所述数字-模拟转换器的输出端口连接至所述第一开关板的第一 输入端口，所述第一开关板的控制(第二)输入端口连接至所述控制信号形成器的第一输 出端口，所述第一开关板的第一输出端口连接至所述第一超声信号发射_接收辐射体的 引脚，所述第一开关板的第二输出端口连接至所述第二超声信号发射-接收辐射体的引 脚，所述第二超声信号发射-接收辐射体连接至所述第二开关板的另一(第一)输入端 口；模拟-数字转换器，所述模拟-数字转换器的第一输入端口连接至所述超声信号放 大器的输出端口；存储器单元，所述存储器单元的第一输入端口连接至所述模拟-数字 转换器的输出端口，所述模拟_数字转换器的第二输入端口连接至所述控制信号形成器 的第二输出端口，所述存储器单元的第二输入端口连接至所述控制信号形成器的第一输出端口，所述存储器单元的第一输出端口连接至所述用于计算沿管道中受控介质的流动 的超声信号发射的时间的单元的第一输入端口，所述用于计算沿管道中受控介质的流动 的超声信号发射的时间的单元的第二输入端口连接至超声信号源的输出端口，并且所述 用于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的第三输入端口连接至 所述控制信号形成器的第三输出端口，同时所述存储器单元的第二输出端口连接至用于 计算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的第一输入端口，所述 用于计算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的第二输入端口连 接至所述超声信号源的所述输出端口，并且所述用于计算反向于管道中受控介质的流动 的超声信号发射的时间的单元的第三输入端口连接至所述控制信号形成器的所述第三输 出端口，并且所述存储器单元的第一输出端口连接至所述用于计算沿管道中受控介质的 流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的单元的第一输入端 口，所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号 发射之间的时间差的单元的第二输入端口连接至所述存储器单元的所述第二输出端口， 并且所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号 发射之间的时间差的单元的第三输入端口连接至所述控制信号形成器的所述第三输出端 口；以及用于计算 沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号 发射之间的时间差的附加单元，所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中 受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的附加单元的第一输入端口连接至所述存 储器单元的所述第一输出端口，所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中 受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的附加单元的第二输入端口连接至所述存 储器单元的所述第二输出端口，所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中 受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的附加单元的第三输入端口连接至所述用 于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的第一输出端口，所述用 于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的 时间差的附加单元的第四输入端口连接至所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向 于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的单元的第一输出端口，所述用 于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的 时间差的附加单元的第五输入端口连接至所述超声信号源的所述输出端口，所述用于计 算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间 差的附加单元的第六源连接至所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受 控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的单元的第二输出端口，所述用于计算沿管 道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的附 加单元的第七输入端口连接至所述控制信号形成器的所述第三输出端口，并且所述用于 计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的时 间差的附加单元的输出端口连接至所述用于计算管道中受控介质的体积流率的单元的第 一输入端口，所述用于计算管道中受控介质的体积流率的单元的第二输入端口连接至所 述用于计算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的输出端口，并 且所述用于计算管道中受控介质的体积流率的单元的第三输入端口连接至所述用于计算 沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的第二输出端口。
引入数字-模拟转换器、模拟-数字转换器、存储器单元、以及用于计算沿管道 中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的附加 单元，并以上述方式连接它们，使得执行将来自超声信号源的输出端口的数字信号至模 拟超声信号的转换并通过第一受控开关板将它们依次发送至第一超声信号发射_接收辐 射体和第二超声信号发射-接收辐射体；沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控 介质的流动发射的信号通过第二受控开关板依次输送至超声信号放大器的输入端口。在 放大后，该信号发送至模拟-数字转换器的输入端口，然后，根据从所述控制信号形成 器的第一输出端口发送的控制信号，将沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介 质的流动发射的超声信号的数字代码输送至存储器单元的合适的基本存储单元(cell)。使 用这些信号，执行以下动作-根据从控制信号形成器的第三输出端口输送至用于计算沿管道中受控介质的 流动的超声信号发射的时间的单元的第三输入端口的控制信号，取决于从超声信号源的 输出端口输送至用于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的第二 输入端口的数字信号，并取决于从所述存储器单元的第一输出端口输送至用于计算沿管 道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的第一输入端口的数字代码，使用相 关处理执行与沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间(T1)和相关函数最大值 (AT1)的位置地址对应的数字代码的计算；-根据从控制信号形成器的第三输出端口输送至用于计算反向于管道中受控介质 的流动的超声信号发射的时间的单元的第三输入端口的控制信号，取决于从超声信号源 的输出端口输送至用于计算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元 的第二输入端口的数字信号，并取决于从所述存储器单元的第二输出端口输送至用于计 算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的第一输入端口的数字代 码，使用相关处理执行与反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间(T2)对应 的数字代码的计算；-根据从控制信号形成器的第三输出端口输送至用于计算沿管道中受控介质的流 动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的单元的第三输入端口的控 制信号，取决于从存储器单元的第一和第二输出端口输送至用于计算沿管道中受控介质 的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的单元的第一和第二输 入端口的数字代码，使用相关处理执行与沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控 介质的流动的超声信号发射的时间差ATtl的初(初步)值和相关函数最大值(AATtl)的 位置地址对应的数字代码的计算；
-根据从控制信号形成器的第三输出端口输送至用于计算沿管道中受控介质的流 动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的附加单元的第七输出端口 的控制信号，以及下述信号； 从所述存储器单元的第一输出端口输送至用于计算沿管道中受控介质的流动 和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的附加单元的第一输入端口的 信号； 从所述存储器单元的第二输出端口输送至用于计算沿管道中受控介质的流动 和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的附加单元的第二输入端口的信号； 从用于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的第一输 出端口输送至用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声 信号发射的时间差的附加单元的第三输入端口的信号； 从用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声 信号发射的时间差的单元的第一输出端口输送至用于计算沿管道中受控介质的流动和反 向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的附加单元的第四输入端口的信 号； 从用超声信号源的输出端口输送至用于计算沿管道中受控介质的流动和反向 于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的附加单元的第五输入端口的信号； 从用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声 信号发射的时间差的单元的第二输出端口输送至用于计算沿管道中受控介质的流动和反 向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的附加单元的第六输入端口的信 号，使用相关测量方法同时借助于内插器提高采样率，获得了沿管道中受控介质的流动 和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的更精确的值。进一步的对 应于至用于计算管道中受控介质的体积流率的单元的第一输入端口的沿管道中的受控介 质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的更精确的差的数字代码的发 送，和对应于从用于计算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的 输出端口至用于计算管道中受控介质的体积流率的单元的第二输入端口的反向于管道中 受控介质的流动的超声信号发射的时间(T2)的数字代码的发送，以及对应于从用于计 算沿管道中的流动的超声信号发射的时间的单元的第二输出端口至用于计算管道中受控 介质的体积流率的单元的第三输入端口的沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时 间(T1)的数字代码的发送，确保了使用特定公式对受控介质的体积流率的更精确的确定 (计算)。从而，实现了上述结果。对所有已知技术方案所进行的分析表明它们中的任何一个都不包括提出的技术 方案中存在的整体结构或任何特征，这导致提出的技术方案满足诸如“新颖性”和“创 造水平”的专利标准的结论。提出的用于测量管道中受控介质的体积流率的设备伴随有以下描述和附图图 1示出了用于测量管道中受控介质的体积流率的设备的功能图；图2示出了用于计算沿管 道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的功能图；图3示出了用于计算反向 于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的功能图；图4示出了用于计算 沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差 的单元的功能图；图5示出了用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介 质的流动的超声信号发射之间的时间差的附加单元的功能图；图6示出了控制信号形成 器的功能图；图7示出了帮助解释控制信号形成器的操作原理的时序图(time diagram)； 以及图8示出了超声信号源的功能图。提出的用于测量管道中受控介质的体积流率的设备(见图Ia和图lb)包括-具有受控介质的管道1；
-安装于具有受控介质的所述管道1上的第一超声信号发射_接收辐射体2；-安装于具有受控介质的所述管道1上且在管道中受控介质流的方向上相对于所 述第一超声信号发射_接收辐射体2移位的第二超声信号发射_接收辐射体3 ；-第一开关板4，其第一输出端口连接至所述第一超声信号发射_接收辐射体2 的引脚，并且其第二输出端口连接至所述第二超声信号发射-接收辐射体3的引脚；-数字-模拟转换器5，其输出端口连接至所述第一开关板4的第一输入端口；-超声信号源6，其输出端口连接至所述数字-模拟转换器5的第一输入端口；-第二开关板7，其一个(第二)输入端口连接至所述第二超声信号发射-接收 辐射体3的引脚，并且其第一输入端口连接至所述第一超声信号发射-接收辐射体2的引 脚。
_具有自动放大调整的超声信号放大器8，其输入端口连接至所述第二开关板7 的输出端口；-模拟-数字转换器9，其第一输入端口连接至所述具有自动放大调整的超声信 号放大器8的输出端口；-存储器单元10，构成为第一运算储存存储器11和第二运算储存存储器12，所 述第一运算储存存储器11的第一输入端口(存储器单元10的第一输入端口)连接至所述 模拟-数字转换器9的输出端口，所述第二运算储存存储器12的第一输入端口(存储器 单元10的第一输入端口)连接至所述模拟-数字转换器9的输出端口，-用于计算沿管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元13，所述单 元13的第一输入端口连接至所述存储器单元10的第一输出端口(连接至所述第一运算储 存存储器11的输出端口)，并且所述单元13的第二输入端口连接至所述超声信号源6的 输出端口 ；_用于计算反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元14，所 述单元14的第一输入端口连接至所述存储器单元10的第二输出端口(连接至第二运算储 存存储器12的输出端口)，并且所述单元14的第二输入端口连接至所述超声信号源6的 输出端口 ；-用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声 信号发射之间的时间差的单元15，所述单元15的第一输入端口连接至所述存储器单元10 的第一输出端口(连接至所述第一运算储存存储器11的输出端口)，并且所述单元15的 第二输入端口连接至所述存储器单元10的第二输出端口(连接至所述第二运算储存存储 器12的输出端口)；-用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声 信号发射之间的时间差的附加单元16，所述附加单元16的第一输入端口连接至所述存储 器单元10的第一输出端口(连接至所述第一运算储存存储器11的输出端口)，并且所述 附加单元16的第二输入端口连接至所述存储器单元10的第二输出端口(连接至所述第二 运算储存存储器12的输出端口)，所述附加单元16的第三输入端口连接至用于计算沿管 道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元13的第一输出端口，所述附加单元 16的第四输入端口连接至用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质 的流动的超声信号发射之间的时间差的单元15的第一输出端口，所述附加单元16的第五输入端口连接至所述超声信号源6的输出端口，并且所述附加单元16的第六输入端口连 接至用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发 射之间的时间差的单元15的第二输出端口 ；-控制信号形成器17，所述控制信号形成器17的第一输出端口连接至所述第一 开关板4的第二控制(第二)输入端口、所述第二开关板7的第三控制输入端口、第一运 算储存存储器11的第二顺行(direct)(非反向)输入端口(存储器单元10的第二输入端 口)以及第二运算储存存储器12的第二(反向)输入端口(存储器单元10的第二输入端 口)，所述控制信号形成器17的第二输出端口连接至超声信号源6的输入端口、所述数字 模拟转换器5的第二输入端口、以及所述模拟_数字转换器9 的第二输入端口，所述控制 信号形成器17的第三输出端口连接至用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道 1中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的所述附加单元16的第七输入端口、 用于计算沿管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元13的第三输入端口、 用于计算反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元14的第三输入端 口、以及用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声信 号发射之间的时间差的单元15的第三输入端口 ；-用于确定(计算)管道1中受控介质的体积流率的单元18，所述单元18的第 一输入端口连接至用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动 的超声信号发射之间的时间差的附加单元16的输出端口，并且所述单元18的第二输入端 口连接至用于计算反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元14的输 出端口，并且所述单元18的第三输入端口连接至用于计算沿管道1中受控介质的流动的 超声信号发射的时间的单元13的第二输出端口 ；-用于指示管道1中受控介质的体积流率的单元19，所述单元19的输入端口连 接至用于确定(计算)管道1中受控介质的体积流率的单元18的输出端口。图2中所示的用于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元 的功能图包括-乘法器20，所述乘法器20的第一输入端口(引脚21)连接至所述第一运算储 存存储器11的输出端口(连接至所述存储器单元10的第一输出端口)；-延迟线22，所述延迟线22的第一输入端口(引脚23)连接至所述超声信号源 6的输出端口，所述延迟线22的第二输入端口连接至(通过引脚24)所述控制信号形成 器17的第三输出端口，并且所述延迟线22的输出端口连接至所述乘法器20的第二输入 端□；-加法单元25，所述加法单元25的输入端口连接至所述乘法器20的输出端口；-运算储存存储器26，所述运算储存存储器26的第一输入端口连接至所述加法 单元25的输出端口，并且所述运算储存存储器26的第二输入端口连接至(通过引脚24) 所述控制信号形成器17的第三输出端口 ；-峰值检测器27，所述峰值检测器27的第一输入端口连接至所述运算储存存储 器26的输出端口，同时所述峰值检测器27的输出端口(引脚28)也是用于计算沿管道1 中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元13的第一输出端口 ；-代码-代码转换器29，所述代码-代码转换器29的输入端口连接至所述峰值检测器27的输出端口，同时引脚30还连接至用于计算沿管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元13的第二输出端口。图3中所示的用于计算反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的 单元的功能图包括-乘法器31，所述乘法器31的第一输入端口连接至(通过引脚32)所述第二运 算储存存储器12的输出端口(连接至所述存储器单元10的第一输出端口)；-延迟线33，所述延迟线33的第一输入端口(引脚34)连接至所述超声信号源 6的输出端口，所述延迟线33的第二输入端口连接至(通过引脚35)所述控制信号形成 器17的第三输出端口，并且所述延迟线33的输出端口连接至所述乘法器31的第二输入 端□；-加法单元36，所述加法单元36的输入端口连接至所述乘法器31的输出端口；-运算储存存储器37，所述运算储存存储器37的第一输入端口连接至所述加法 单元36的输出端口，并且所述运算储存存储器37的第二输入端口连接至(通过引脚35) 所述控制信号形成器17的第三输出端口 ；-峰值检测器38，所述峰值检测器38的输入端口连接至所述运算储存存储器37 的输出端口；-代码-代码转换器39，所述代码_代码转换器39的输入端口连接至所述峰值 检测器38的输出端口，同时所述代码-代码转换器39的输出端口(引脚40)也是用于计 算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元14的输出端口。图4中所示的用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流 动的超声信号发射之间的时间差的单元的功能图包括-乘法器41，所述乘法器41的第一输入端口连接至(通过引脚42)所述第一运 算储存存储器11的输出端口(连接至所述存储器单元10的第一输出端口)；-延迟线43，所述延迟线43的第一输入端口(引脚44)连接至所述第二运算储 存存储器12的输出端口(连接至所述存储器单元10的第二输出端口)，所述延迟线43的 第二输入端口连接至(通过引脚45)所述控制信号形成器17的第三输出端口，并且所述 延迟线43的输出端口连接至所述乘法器41的第二输入端口 ；-加法单元46，所述加法单元46的输入端口连接至所述乘法器41的输出端口；-运算储存存储器47，所述运算储存存储器47的第一输入端口连接至所述加法 单元46的输出端口，并且所述运算储存存储器47的第二输入端口连接至(通过引脚45) 所述控制信号形成器17的第三输出端口 ；-峰值检测器48，所述峰值检测器48的输入端口连接至所述运算储存存储器47 的输出端口，同时所述峰值检测器48的输出端口(引脚49)也是用于计算沿管道1中受 控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的单元15 的第一输出端口；-代码-代码转换器50，所述代码-代码转换器50的输入端口连接至所述峰值 检测器48的输出端口，同时所述代码-代码转换器50的输出端口(引脚51)也是用于计 算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射之间的时 间差的单元15的第二输出端口。
图5中所示的用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的 流动的超声信号发射之间的时间差的附加单元的功能图包括-第一比较器52，所述第一比较器52的第一输入端口(引脚53)连接至所述第 一运算储存存储器11的输出端口(连接至所述存储器单元10的第一输出端口)，并且所 述第一比较器52的第二输入端口连接至用于测量管道1中受控介质的体积流率的单元的 夕卜壳；-第二比较器54，所述第二比较器54的第一输入端口连接至所述第一比较器52 的输出端口，并且所述第二比较器54的第二输入端口连接至(通过引脚55、通过引脚 28 (见图2))峰值检测器27的输出端口(连接至用于计算沿管道1中受控介质的流动的超 声信号发射的时间的单元13的第一输出端口)；_第一单稳多谐振荡器56，所述第一单稳多谐振荡器56的输入端口连接至所述 第二比较器54的输出端口 ；-第一开关57，所述第一开关57的控制输入端口连接至所述第一单稳多谐振荡 器56的输出端口，并且所述第一开关57的第一信息输入端口连接至(通过引脚53)所述 第一运算储存存储器11的输出端口(连接至所述存储器单元10的第一输出端口)，并且 所述第一开关57的第二信息输入端口连接至用于测量管道1中受控介质的体积流率的单 元的外壳；-第一加法单元58，所述第一加法单元58的输入端口连接至所述第二比较器54 的输出端口，并且所述第一加法单元58的第二输入端口连接至(通过引脚59和引脚49， 见图4)所述峰值检测器48的输出端口，S卩，连接至用于计算沿管道1中受控介质的流动 和反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的单元15的第一输出端 Π ；-第二单稳多谐振荡器60，所述第二单稳多谐振荡器的输入端口连接至所述第 一加法单元58的输出端口 ；-第二开关61，所述第二开关的控制输入端口连接至所述第二单稳多谐振荡器 60的输出端口，并且所述第二开关的第一信息输入端口连接至(通过引脚62)所述第二 运算储存存储器12的输出端口(连接至所述存储器单元10的第二输出端口)，并且所述 第二开关的第二信息输入端口连接至用于测量管道1中受控介质的体积流率的单元的外 壳；-第一乘法器63，所述第一乘法器的第一输入端口连接至所述第一开关57的输 出端口 ；-第一延迟线64，所述第一延迟线的第一输入端口连接至(通过变相器65和引 脚66)所述超声信号源的输出端口，所述第一延迟线的第二输入端口连接至(通过引脚 67)所述控制信号形成器17的第三输出端口，并且所述第一延迟线的输出端口连接至所 述第一乘法器63的第二输入端口 ；-第二加法单元68，所述第 二加法单元68的输入端口连接至所述第一乘法器63 的输出端口；_第一运算储存存储器69，所述第一运算储存存储器的第一输入端口连接至所 述第二加法单元68的输出端口，并且所述第一运算储存存储器的第二输入端口连接至(通过引脚67)所述控制信号形成器17的第三输出端口 ； -第一内插器70，所述第一内插器的输入端口连接至所述第一运算储存存储器 69的输出端口 ；-第一零检测器71，所述第一零检测器的输入端口连接至所述第一内插器70的 输出端口 ；-第一代码_代码转换器72，所述第一代码_代码转换器的输入端口连接至所述 第一零检测器71的输出端口 ；-第二乘法器73，所述第二乘法器的第一输入端口连接至所述第二开关61的输 出端口 ；-第二延迟线74，所述第二延迟线的第一输入端口连接至(通过变相器65和引 脚66)所述超声信号源6的输出端口，所述第二延迟线的第二输入端口连接至(通过引脚 67)所述控制信号形成器17的第三输出端口，并且所述第二延迟线的输出端口连接至所 述第二乘法器73的第二输入端口 ；-第三加法单元75，所述第三加法单元75的输入端口连接至所述第二乘法器73 的输出端口；_第二运算储存存储器76，所述第二运算储存存储器的第一输入端口连接至所 述第三加法单元75的输出端口，并且所述第二运算储存存储器的第二输入端口连接至 (通过引脚67)所述控制信号形成器17的第三输出端口 ；-第二内插器77，所述第二内插器的输入端口连接至所述第二运算储存存储器 76的输出端口 ；-第二零检测器78，所述第二零检测器的输入端口连接至所述第二内插器77的 输出端口 ；-第二代码-代码转换器79，所述第二代码_代码转换器的输入端口连接至所述 第二零检测器78的输出端口 ；_第四加法单元80，所述第四加法单元的第一输入端口连接至所述第一代码-代 码转换器72的输出端口，所述第四加法单元的第二反向输入端口连接至所述第二代 码-代码转换器79的输出端口，并且所述第四加法单元的第三输入端口连接至(通过引 脚81和引脚51，见图4)用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质 的流动的超声信号发射之间的时间差的单元15的第二输出端口。并且，所述第四加法单 元80的输出端口(引脚82)也是用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中 受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的附加单元16的输出端口。图6中所示的控制信号形成器17的功能图包括-高频正弦电压石英发生器83；-用于将高频正弦电压转换为矩形脉冲的系列的单元84，所述单元的输入端口 连接至所述高频正弦电压石英发生器83的输出端口 ；-第一除法器85，所述第一除法器的输入端口连接至用于将高频正弦电压转换 为矩形脉冲的系列的单元84的输出端口，并且所述第一除法器85的输出端口(引脚86) 也是所述控制信号形成器17的第一输出端口 ；-第二除法器87，所述第二除法器的输入端口连接至用于将高频正弦电压转换为矩形脉冲的系列的单元84的输出端口 ；-AND电路88，所述AND电路的第一输入端口连接至所述第二除法器87的输
出端口 ； -第三除法器89，所述第三除法器89的输入端口连接至用于将高频正弦电压转 换为矩形脉冲的系列的单元84的输出端口，并且所述第三除法器的输出端口连接至所述 AND电路88的第二输入端口 ；-OR-NOT电路90，所述OR-NOT电路的第一输入端口连接至所述第三除法器 的输出端口，并且所述OR-NOT电路的第二输入端口连接至所述第二除法器87的输出端 Π ；-第一开关91，所述第一开关的第一信息输入端口连接至用于将高频正弦电压 转换为矩形脉冲的系列的单元84的输出端口，所述第一开关的第二信息输入端口连接至 用于测量管道1中受控介质的体积流率的单元的外壳，并且所述第一开关的控制输入端 口连接至AND-OR电路90的输出端口，同时所述第一开关91的输出端口(引脚92)为 所述超声信号形成器17的第三输出端口 ；-第二开关93，所述第二开关的第一信息输入端口连接至用于将高频正弦电压 转换为矩形脉冲的系列的单元84的输出端口，所述第二开关的第二信息输入端口连接至 用于测量管道1中受控介质的体积流率的单元的外壳，并且所述第二开关的控制输入端 口连接至AND电路88的输出端口，同时所述第一开关93的输出端口(引脚94)为所述 超声信号形成器17的第二输出端口。下述代码用于图7中所示的控制信号形成器的时序图- “1”第一除法器85的输出端口(引脚86)的矩形脉冲；- “2”第二除法器87的输出端口的矩形脉冲；- “3”第三除法器89的输出端口的矩形脉冲；- “4”第二开关93的控制输入端口的矩形脉冲；- “5”第一开关91的控制输入端口的矩形脉冲；- “6”第二受控开关93的输出端口(弓丨脚94)的矩形脉冲；- “7”第一受控开关91的控制输入端口(引脚92)的矩形脉冲。图8中所示的超声信号源6的功能图包括-DC电源(图8中未示出DC电源的位置)；-第一电阻器95，所述第一电阻器的第一引脚连接至所述DC电源的正引脚；-第一开关96，所述第一开关的第一引脚连接至所述DC电源的负引脚，并且所 述第一开关的第二引脚连接至所述第一电阻器95的第二引脚；-第二电阻器97，所述第二电阻器的第一引脚连接至所述DC电源的正引脚；-第二开关98，所述第二开关的第一引脚连接至所述DC电源的负引脚，并且所 述第二开关的第二引脚连接至所述第二电阻器97的第二引脚；-第三电阻器99，所述第三电阻器的第一引脚连接至所述DC电源的正引脚；-第三开关100，所述第三开关的第一引脚连接至所述DC电源的负引脚，并且 所述第三开关的第二引脚连接至所述第三电阻器99的第二引脚；-第四电阻器101，所述第四电阻器的第一引脚连接至所述DC电源的正引脚；
-第四开关102，所述第四开关的第一引脚连接至所述DC电源的负引脚，并且 所述第四开关的第二引脚连接至所述第四电阻器101的第二引脚；-加法单元103，所述加法单元的第一、第二、第三以及第四输入端口分别连接 至所述第一、第二、第三和第四开关96、98、100和102的第二引脚，所述加法单元的第 五输入端口连接至所述加法单元103的输出端口，并且所述加法单元的第六输入端口连 接至(通过引脚104、通过引脚94(见图6))所述控制信号形成器17的第二输出端口 ；-存储器单元105，所述存储器单元105的输入端口连接至所述加法单元104的 输出端口，同时所述存储器单元105的输出端口(引脚106)为所述超声信号源6的输出 端□。资料 2005 Analog Device，Inc.C03160-0-3/05 (A)中公开的微电路 AD5424 可
以用作数字-模拟转 换器。资料“Cypress Semiconductor Corporation” (1996.38-00425-A)中公开的运算储 存存储器CY6264可以用作第一运算储存存储器(非反向)11和第二运算储存存储器(反 向)12 (存储器单元10)。I.I.Petrovsky、A.V.Pribylsky、A.A.Troyan、V.S.Chuvelev 的手册 “Logical Integral systems KRl533，KRl554" (Moscow LLP “Binom”，1993)的 121-194 页上公开的微 电路KR1533IR7和微电路KR1533KP7—起可以用作受控延迟线22、33、43、64和74。L.M.Goldenberg、Yu.T.Butylsky、M.N.Polyak 的书 “Digital devices based on integral circuits in communication equipment” (Moscow, “Svyaz Publishing” , 1979)的 147页上描述的乘法器可以用作乘法器20、31、41、63和73。资料Motorola，"Fast and LS TTL Data” 4-146 中公开的加法单元 MC74F283 可 以用作加法单元25、36、46、68和75。资料“Cypress Semiconductor Corporation” (1996.38-00425-A)中公开的运算储 存单元CY6264可以用作运算储存单元26、37、47、69和76。Emmanual C.Ifeachor> Barrie W.Jervis 的书"Digital signal processing A Practical Approach”(第二版根据英文翻译，Moscow， “Williams Publishing”，2004)中 633 页上描述的内插器可以用作第一和第二内插器70和77。U.Titze、K.Schenk 的手册 “Semiconductor Circuit Engineering”(根据德文翻 译，Moscow，Mir Publishing, 1982)中318页上描述的代码-代码转换器可以用作代 码-代码转换器29、39、50、72和79。资料Motorola， “Fast and LS TTL Data” 5-60 中公开的微电路 SN74LS682 可以
用作第一和第二比较器52和54。I.I.Petrovsky、A.V.Pribylsky、A.A.Troyan、V.S.Chuvelev 的手册 “Logical Integral systems KRl533，KRl554" (Moscow LLP "Binom" , 1993)中的 28 页上公开的微电 路KR1533AG3可以用作第一和第二单稳多谐振荡器56和60。I.I.Petrovsky、A.V.Pribylsky、A.A.Troyan、V.S.Chuvelev 的手册 “Logical Integral systems KRl533，KRl554" (Moscow LLP "Binom" , 1993)中的 226 页上公开的微 电路KR1533LAZ可以用作AND电路88。I.I.Petrovsky、A.V.Pribylsky、A.A.Troyan、V.S.Chuvelev 的手册 “Logical Integralsystems KRl533，KRl554" (Moscow LLP “Binom”，1993)中的 268 页上公开的微 电路KR1533LL1可以用作OR-OT电路90。资料Motorola，"Fast and LS TTL Data” 4-146 中公开的加法单元 MC74F283 可 以用作加法单元58、80和103。RHorovitz、W.Hill 的指南 “ The Art of Circuit Engineering”(Issue 1，根据英文 翻译，第四板，修订并更新，Moscow，Mir Publishing, 1993)中的317页上描述的石英
发生器可以用作石英发生器83。资料Motorola, “Fast and LS TTL Data” 5-603 中公开的微电路 SN74LS682 可
以用作零检测器71和78。I.I.Petrovsky、A.V.Pribylsky、A.A.Troyan、V.S.Chuvelev 的手册 “Logical Integral systems KRl533，KRl554" (Moscow LLP “Binom”，1993)中的 211 页上公开的微 电路KR1533KP16可以用作开关96、98、100和102。资料2007Maxim Integrated Products 19-0229 ； Rev 7 ； 2/07 中公开的微电路 MAX941可以用作用于将高频正弦电压转换为矩形脉冲的系列的单元84。I.I.Petrovsky、A.V.Pribylsky、A.A.Troyan、V.S.Chuvelev 的手册 “Logical Integral systems KRl533，KRl554" (Moscow LLP “Binom”，1993)中的 82 页上公开的微电 路KR1533IE1可以用作第一、第二和第三除法器85、87和89。I.I.Petrovsky、A.V.Pribylsky、A.A.Troyan、V.S.Chuvelev 的手册 “Logical Integral systems KRl533，KRl554" (Moscow LLP “Binom”，1993)中的 211 页上公开的微 电路KR1533KP16可以用作控制开关57、61、91和93。I.I Shagurin 的指南"Motorola Microprocessors and Microcontrollers" (Moscow, Radio I Svyaz Publishing, 1998)中的242页上描述的控制器MC68HC711E9可以用作计算
单元18。用于测量管道中受控介质的体积流率的设备中 包括的所有其它元件是公知的并 且已经在关于计算装备的文献中公开。然而，必需注意以下单元6超声信号源9A/D 转换器10包括运算储存存储器设备11和12的存储器单元13用于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元14用于计算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元15用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信 号发射之间的时间差的单元16用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信 号发射之间的时间差的附加单元17控制信号形成器18用于测量管道中受控介质的体积流率的单元。例如通过使用资料Texas Instruments.SPRS439 (2007年6月)中公开的处理器DSP TMS320F28332，上述单元可以是基于硬件的、基于硬件和软件的、或基于软件的。
所提出的用于测量管道中受控介质的体积流率的设备具有以下操作原理。通过控制信号形成器17形成的控制信号、通过由石英发生器83执行高频正弦 电压的生成(见图6)、通过用于将高频正弦电压转换为矩形形状的系列的单元84转换高 频正弦电压并将这些脉冲输送至第一除法器85的输出端口、至第二除法器87的输出端 口、以及至第三除法器89的输出端口来操作该设备，这根据设定的(set)除法因子确保以 下-在第一除法器85的输出端口，矩形脉冲的系列(见图7，pos.l),其是从第一 除法器85的输出端口输送至(通过引脚86)第一开关板4的第二输入端口、第二开关板 7的第三输入端口、以及存储器单元10的第二输入端口(至第二运算储存存储器12的反 向第二输入端口以及第一运算储存存储器11的顺向第二输入端口)；-在第二除法器87的输出端口，获得的矩形脉冲的系列输送至AND电路88的 第一输入端口和OR-NOT电路90的第二输入端口 ；-在第三除法器89的输出端口，所获得的矩形脉冲的系列输送至AND电路88的 第二输入端口和OR-NOT电路90的第二输入端口。通过输送矩形脉冲至AND电路88的输入端口，在AND电路88的输出端口形 成了用于控制第二开关93的控制信号。 通过输送矩形脉冲至AND-OR电路90的输入端口，在AND-OR电路的输出端 口形成了用于控制第一开关91的控制信号。随着第二开关93被触发，在其输出端口(引脚94，见图6)接收矩形脉冲(见 图7，pos.6)。该脉冲是用于数字_模拟转换器5的控制脉冲(它们被输送至其第二输入 端口)、用于模拟_数字转换器9的控制信号(它们被输送至其第二输入端口)以及用于 超声信号源6的控制信号，它们被输送至其输入端口(引脚104，并然后输送至加法单元 103的第六输入端口，见图8)。随着第一开关91被触发，在其输出端口(引脚92，见图6)接收矩形脉冲(见图 7，p0S.7)。它们是用于如下元件的控制信号延迟线22 (图2)、33(图3)、43 (图4)、 64(图5)、74(图5)；以及运算储存存储器设备26 (图2)、37 (图3)、47 (图4)、69 (图 5)、76(图 5)。通过经由第一、第二、第三和第四开关96、98、100和102将第一、第二、第 三、和第四电阻器95、97、99和101连接至DC电源的引脚，并且从第一、第二、第三和 第四电阻器95、97、99和101的第二引脚向加法单元103的相应的输入端口输送电压电 平作为代码(例如1.0.1.1)来形成数字超声信号，从控制信号源的输出端口 6(引脚106) (见图8)将这些数字超声信号输送至数字-模拟转换器5的第一输入端口，数字模拟转 换器将数字超声信号转换为输送至第一开关板4的第一输入端口的模拟信号，其中加法 单元对输送至其输入端口的代码进行求和，用于从控制信号形成器17的输出端口输送的 控制信号的每个前线(front line)(至引脚104并至加法 单元103的第六输入端口，见图8) 和从加法单元103的输出端口至存储器单元105的地址输入端口的代码输送，在存储器单 元105中，储存有正弦信号的预记录的数字代码。从控制脉冲形成器17的第一输出端 口，脉冲的系列输送至第一开关板4的第二控制输入端口。脉冲的此系列设定数字-模 拟转换器5的输出端口和第一开关板4的第一或第二输出端口之间的连接。从第一开关板4的第一输出端口，模拟超声信号输送至第一超声信号发射-接收辐射体2，随后沿管道1中的受控介质的流动通过，并且，从第一开关板4的第二输出端口，模拟超声信号输 送至第二发射_接收辐射体3，随后反向于管道1中受控介质的流动通过。从第一超声信号发射-接收辐射体2的引脚，已沿管道1中受控介质的流动通过 的超声信号输送至第二开关板7的第一输入端口。从第二超声信号发射-接收辐射体3的引脚，已反向于管道1中受控介质的流动 通过的超声信号输送至第二开关板7的第二输入端口。通过从控制脉冲形成器17的第一输出端口输送至第二开关板7的第三控制输入 端口的控制脉冲的动作，从第二开关板7的输出端口，已沿管道1中受控介质的流动和反 向于管道1中受控介质的流动通过的超声信号交替输送至超声信号放大器的输入端口， 超声信号放大器使用自动放大调整，并确保模拟-数字转换器9的输入端口的所需的信号 电平，模拟-数字转换器的第二输入端口从控制脉冲形成器17的第二输出端口接收脉冲 信号，该信号确保将模拟超声信号转换为具有采样率“f/’的数字代码和在模拟_数字转 换器9的输出端口交替接收已沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流 动通过的超声信号。从模拟-数字转换器9的输出端口至存储器单元的第一输入端口，然后至第一运 算储存存储器11的第一输入端口以及第二运算储存存储器12的第一输入端口，输送已沿 管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声信号。通过从控制脉 冲形成器17的第一输出端口输送至存储器单元10的第二输入端口(至第二运算储存存储 器12的反向第二输入端口和第一运算储存存储器11的第二(顺向)输入端口)的控制脉 冲的动作，分别地，已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号的数字代码记录到第 一运算储存存储器11的基本存储单元中，已反向于管道1中受控介质的流动通过的超声 信号的数字代码记录到第二运算储存存储器12的基本存储单元中。分别地，从第一运算储存存储器11的输出端口和存储器单元10的第一输出端口 至用于计算沿管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元13的第一输入端口 21，然后至乘法器20的第一输入端口(见图2)，输送已沿管道1中受控介质的流动通过 的超声信号的数字代码。从超声信号源6的输出端口(从存储器单元的输出端口、从引 脚106)至用于计算沿管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元13的第二输 入端口(引脚23，然后至延迟线22的第一输入端口)，输送超声信号的数字代码。从超 声信号形成器17的第三输出端口(从第一开关91的输出端口、从引脚92(见图6)至用 于计算沿管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元13的第三输入端口(至 引脚24(见图2)，然后至延迟线22的第二输入端口)，输送超声信号。S卩，以采样率“f/’数字化的已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号的代 码输送至乘法器20的第一输入端口(见图2)，并且来自超声信号源6的输出端口的超声 信号的代码输送至延迟线22的第一输入端口，延迟线由从控制信号形成器17的第三输出 端口(从引脚92，见图6)以采样率“f/’接收的控制脉冲(见图7，pos.7)控制，并且 对于控制脉冲的每个前线，延迟线22的延迟时间改变一个间隔“Ι/f/’，这确保输送延 迟了等于“f/’的采样率的“0+N”的间隔(取决于控制信号前线的数量)的超声信号 的代码至乘法器20的第二输入端口。
乘法器20执行输送至其第一和第二输入端口的代码的流乘法。流乘法结果输送 至加法单元25的输入端口，在加法单元25的输入端口中，在对相应点的乘积求和后，在 加法单元的输出端口获得了已沿管道1中受控介质的流动通过的信号的超声信号代码和 从超声信号源6的输出端口接收的超声信号代码的相关函数的值。 沿从控制信号形成器17的第三输出端口接收的至运算储存存储器26的第二输入 端口的控制信号(脉冲)的后线(back line)，代码的相关函数的获得值记录到运算储存存 储器26的基本存储单元中。从而，在数量(amount) “N”的控制信号脉冲通过后，运算储存存储器26包括 已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号的代码和从超声信号源6的输出端口接收的 超声信号的代码的互(mutual)相关函数，相关函数输送至峰值检测器27的输入端口，峰 值检测器确定记录在运算储存存储器26中的相关函数最大值的位置地址的代码。针对已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号的代码和从超声信号源6的输 出端口接收的超声信号的代码的相关函数的最大值的位置地址的代码输送至用于计算沿 管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元13的输出端口 28，以及代码-代 码转换器29的输入端口，在代码-代码转换器的输出端口，形成进入管道1的受控介质 中的超声信号和已沿管道中受控介质的流动通过的超声信号(即，对应于沿管道1中受控 介质的流动的超声信号发射的时间的代码)之间的时间间隔的代码。从第二运算储存存储器12的输出端口和从存储器单元10的第二输出端口，已反 向于管道1中受控介质的流动通过的超声信号的数字代码输送至用于计算反向于管道1中 受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元14的第一输入端口(至输入端口 32，然后 至乘法器31的输入端口，见图3)。从超声信号源6的输出端口(从存储器单元105的输出端口，从引脚106)至用 于计算反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元14的第二输入端口 (至引脚34，然后至延迟线33的第一输入端口)，输送超声信号的数字代码。从超声信 号形成器17的第三输出端口(从第一开关91的输出端口，从引脚92(见图6))至用于计 算反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元14的第三输入端口(至 引脚35(见图3)，然后至延迟线33的第二输入端口)，输送控制信号。S卩，以采样率“f/’数字化的已反向于管道1中受控介质的流动通过的超声信号 的代码输送至乘法器31的第一输入端口(见图3)，并且来自超声信号源6的输出端口的 超声信号的代码输送至延迟线33的第一输入端口，延迟线由从控制信号形成器17的第三 输出端口(从引脚92，见图7)以采样率“f/’(见图7，pos.7)接收的控制脉冲控制， 并且对于控制脉冲的每个前线，延迟线33的延迟时间改变一个等于“Ι/f/’的间隔，这 确保输送延迟了等于“f/’的采样率的“0+N”的间隔(取决于控制信号前线的数量) 的超声信号的代码至乘法器31的第二输入端口。乘法器31执行输送至其第一和第二输入端口的代码的流乘法(flow multiplication)。流乘法结果输送至加法单元36的输入端口，在加法单元36的输入端口 中，在对相应点的乘积求和后，在加法单元的输出端口获得了已反向于管道1中受控介 质的流动通过的信号的超声信号代码和从超声信号源6的输出端口接收的超声信号代码 的相关函数的值。沿从控制信号形成器17的第三输出端口接收的至运算储存存储器37的第二输入端口的控制信号(脉冲)的后线，代码的相关函数的获得值记录到运算储存存 储器37的基本存储单元中。从而，在数量“N”的控制信号脉冲通过后，运算储存存储器37包括已反向于 管道1中受控介质的流动通过的超声信号的代码和从超声信号源6的输出端口接收的超声 信号的代码的互相关函数，相关函数输送至峰值检测器38的输入端口，峰值检测器确定 记录在运算储存存储器37中的相关函数最大值的位置地址的代码。 针对已反向于管道1中受控介质的流动通过的超声信号的代码和从超声信号 源6的输出端口接收的超声信号的代码的相关函数的最大值的位置地址的代码输送至代 码-代码转换器39的输入端口，在代码-代码转换器的输出端口，形成进入管道1的受 控介质中的超声信号和已反向于管道中受控介质的流动通过的超声信号(即，对应于反 向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的代码)之间的时间间隔的代码。分别从第一运算储存存储器11的输出端口和从存储器单元10的第一输出端口， 已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号的数字代码输送至用于计算沿管道1中受控 介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的单元15的第一 输入端口(至输入端口 42，然后至乘法器41的输入端口，见图4)。分别从第二运算储存 存储器12的输出端口和从存储器单元10的第二输出端口，已反向于管道1中受控介质的 流动通过的超声信号的数字代码输送至用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管 道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的单元15的第二输入端口(至引脚44， 然后至延迟线43的第一输入端口，见图4)。从超声信号形成器17的第三输出端口(从第一开关91的输出端口，从引脚 92 (见图6))至用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的 超声信号发射的时间差的单元15的第三输入端口(至引脚45(见图4)，然后至延迟线43 的第二输入端口)，输送控制信号。S卩，以采样率“f/’数字化的已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号的 代码输送至乘法器41的第一输入端口(见图4)，并且以采样率“f/’数字化的已反向于 管道1中受控介质的流动通过的超声信号的代码输送至延迟线43的第一输入端口，延迟 线由从控制信号形成器的第三输出端口(从引脚92，见图6)以采样率“f/，(见图7， pos.7)接收的控制信号控制，并且对于控制信号的每个前线，延迟线43的延迟时间改变 一个等于“Ι/f/’的间隔，这确保输送已反向于管道1中受控介质的流动通过并延迟了等 于“f/’的采样率的“0+N”的间隔(取决于控制信号前线的数量)的超声信号的代码 至乘法器41的第二输入端口。乘法器41执行输送至其第一和第二输入端口的代码的流乘法。流乘法结果输送 至加法单元46的输入端口，其中，在对相应点的乘积求和后，在加法单元的输出端口获 得了已沿管道1中受控介质的流动通过的信号和已反向于管道1中受控介质的流动通过的 信号的超声信号代码的相关函数的值。沿从控制信号形成器17的第三输出端口接收的至运算储存存储器47的第二输入 端口的控制信号(脉冲)的后线，代码的相关函数的获得值记录到运算储存存储器47的 基本存储单元中。从而，在数量“N”的控制信号脉冲通过后，运算储存存储器47包括已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号和已反向于管道1中受控介质的流动通过的超声信号 的代码的互相关函数，相关函数输送至峰值检测器48的输入端口，峰值检测器确定记录 在运算储存存储器47中的相关函数最大值的位置地址的代码。针对已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号的代码和已反向于管道1中受 控介质的流动通过的超声信号的代码的相关函数的最大值的位置地址的代码输送至用于 计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间 差的单元15的引脚49和代码-代码转换器50的输入端口，在代码-代码转换器的输出 端口，形成沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射 的时间差的代码(ΔΙ)。从存储器单元10的输出端口(从运算储存存储器11的第一输出端口)，已沿管 道1中受控介质的流动通过的超声信号的以采样率“f/’数字化的代码输送至用于计算沿 管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的附 加单元16的第一输入端口(至引脚53，然后至第一比较器52的第一输入端口，见图5)。在第一比较器的输出端口，作为将已沿管道1中受控介质的流动通过的以采样 率“f/’数字化的超声信号的代码与零比较的结果，形成与已沿管道1中受控介质的流动 通过的超声信号的零交叉时刻对应的地址代 码的阵列。获得的地址代码的阵列输送至第二比较器54的第一输入端口，从用于计算沿管 道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元13的第一输出端口(从峰值检测器 27的输出端口(从输出端口 28，见图2))至第二比较器的第二输入端口(至引脚55，至 用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射的 时间差的附加单元16的第三输入端口)，输送记录在运算储存存储器26中的、相关函数 的最大值的位置地址的代码。作为对输送至第二比较器54的第一和第二输入端口的代码进行比较的结果，将 在比较器54的输出端确定已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号的代码的零交叉 时刻地址的代码，该代码是与记录于运算储存存储器26中的相关函数的最大值的位置地 址的代码最靠近的值。获得的已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号的代码的零交叉时刻地址 的代码到达第一单稳多谐振荡器56的输入端并启动单稳多谐振荡器，获得的已沿管道1 中受控介质的流动通过的超声信号的代码的零交叉时刻地址的代码是与相关函数的最大 值的位置地址的代码最靠近的值。从而，在第一单稳多谐振荡器56的输出端口，将形成 用于控制第一开关57的信号。已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号的代码将发 送至开关的第一输入端口，同时开关的第二输入端口将接收零信号。通过控制信号的动作，已沿管道1中受控介质的流动通过的以采样率“f/’数字 化的超声信号的代码的部分将输送至第一开关57的输出端口。为与记录在运算储存存储器26(见图2)中的相关函数的最大值的位置地址的代 码最靠近的值的、已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号的代码的零交叉时刻地 址的代码从第二比较器54的输出端口至第一加法单元58的输入端口。已沿管道1中受控 介质的流动通过的超声信号的代码和已反向于管道1中受控介质的流动通过的超声信号 的代码的相关函数的最大值的位置地址的代码从用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的单元15的第一输出端口(从 峰值检测器48的输出端口(从引脚49，见图4))输送至第一加法单元58的第二输入端口 (至引脚59，至用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的 超声信号发射的时间差的附加单元16的第四输入端口)。对输送至第一加法单元58的第一和第二输入端口的代码求和的结果输送至第二 单稳多谐振荡器60的输入端口并启动第二单稳多谐振荡器。从而，在第二单稳多谐振荡 器60的输出端口，将形成用于控制第二开关61的信号。已反向于管道1中受控介质的 流动通过的超声信号的代码将发送至开关的第一输入端口(至引脚62，从存储器单元10 的第二输出端口，从第二运算储存存储器12的第一输出端口，见

图1)，同时其第二输入 端口将接收零信号。并且引脚62是用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1 中受 控介质的流动的超声信号发射的时间差的附加单元16的第二输入端口。通过控制信号的动作，已反向于管道1中受控介质的流动通过的以采样率“f/’ 数字化的超声信号的代码的部分将输送至第二开关61的输出端口。将已沿管道1中受控介质的流动通过的以采样率“f/’数字化的超声信号的代码 的部分从第一开关57的输出端口(见图5)发送至第一乘法器63的第一输入端口。使用 变相器65将移位90°的超声信号的代码从超声信号源6的存储器单元105的输出端口(从 引脚106，见图8)输送至第一延迟线64的第一输入端口(至引脚66，其为用于计算沿管 道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的附加 单元16的第五输入端口)，并且将脉冲从至引脚67 (见图5)的控制信号形成器17的第三 输出端口(从引脚92，见图6)发送至第一延迟线64的第二输入端口(见图7，pos.7), 引脚67是用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声 信号发射(具有采样率“f/’的脉冲)的时间差的附加单元16的第七输入端口。沿控 制信号的每个前线，延迟线64的延迟时间改变一个等于“Ι/f/’的间隔，这确保将相对 于超声信号的代码在相位上移动了 90°并且延迟了 “0+N”的采样率间隔(取决于控制
信号前线的数目)的信号从超声信号源6的输出端口输送至第一乘法器63的第二输入端 □。第一乘法器63执行输送至其第一和第二输入端口的代码的流乘法。代码乘法的结果发送至第二加法单元68的输入端口。在对输入信号的相应点的 乘积做加法后，将计算已沿受控介质1流动通过的以采样率“f/’数字化的超声信号的代 码的选择部分和相对于从超声信号源6接收的超声信号代码在相位上移动了 90°的延迟 的信号的相关函数的值。沿从超声信号形成器17的第三输出端口输送的脉冲的后线(从第一开关91的输 出端口，从引脚92，至引脚67，至第一运算储存存储器69的第二输入端口)，将获得的 相关函数值记录到第一运算储存存储器69中。从而，在数量“N”的控制信号脉冲从控 制信号形成器17的第三输出端口通过后，第一运算储存存储器69包括已沿受控介质1的 流动通过的以采样率“f/’数字化的超声信号的代码的部分与相对于从超声信号源6的输 出端口接收的超声信号在相位上移动了 90°的信号的公共相关函数。从而，计算的公共相关函数以常数的精度等于已沿管道1中受控介质的流动通 过的信号的延迟值的正弦，与超声信号源6的超声信号代码相关，因此，公共相关函数将在与已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号的接收的代码和相对于从超声信号 源6的输出端接收的超声信号在相位上移动了 90°的信号之间的零延迟对应的时刻与零 水平交叉。为了指定已沿管道1中受控介质的流动通过的代码的延迟时间，将获得的数字 化的公共相关函数输送至第一内插器70的输入端口，其将公共相关函数的采样率提高至
"m · ，其中 “m” >> 1。 第一内插器70的输出信号输送至第一零检测器71的输入端口，其使用最接近零 的参考值确定预数字化的公共相关函数的参考的地址代码。使用最接近零的值确定的预 数字化的公共相关函数的参考的地址代码输送至第一代码_代码转换器72的输入端口， 在第一代码-代码转换器的输出端口，根据比率AT1 = AAT1An · ；形成采样率“f/’ 的一个间隔内的已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号的代码的延迟时间代码， 其中AT1是采样率“f/’的一个间隔内的沿管道中受控介质的流动的超声信号发射 的时间的代码；AAT1是记录在运算储存存储器26中的相关函数最大值的位置地址的代码；m是大于1的数； ；是采样率。从而，在第一代码-代码转换器72的输出端口(见图5)，将以如下精度计算采样率 “f/’的一个间隔内的已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号的延迟时间1/m·。
其中m >> 1。已反向于管道1中受控介质的流动通过的以采样率“f/’数字化的超声信号的代 码的部分从第二开关61的输出端口(见图5)输送至第二乘法器73的第一输入端口。使 用变相器65将移动90°的超声信号的代码从超声信号源6的存储器单元105的输出端口 (从引脚106，见图8)输送至第二延迟线74的第一输入端口(至引脚66，其为用于计算 沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的 附加单元16的第五输入端口)，并且将至引脚67(见图5)的脉冲从控制信号形成器17的 第三输出端口(从引脚92，见图6)输送至延迟线74的第二输入端口(见图7，pos.7), 引脚67是用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动的超声 信号发射(具有采样率“f/’的脉冲)的时间差的附加单元16的第七输入端口。沿控制 信号的每个前线，延迟线74的延迟时间改变一个等于“Ι/f/’的间隔，这确保将相对于 超声信号的代码在相位上移动了 90°并且延迟了 “0+N”的采样率间隔(取决于控制信 号前线的数目)的信号从超声信号源6的输出端口输送至第二法器73的第二输入端口。第二乘法器73执行输送至其第一和第二输入端口的代码的流乘法。代码乘法的结果输送至第三加法单元75的输入端口。在对输入信号的相应点的乘积做加法后，将计算已反向于受控介质1的流动通 过的以采样率“f/’数字化的超声信号的代码的选择部分和相对于从超声信号源6接收的 超声信号代码在相位上移动了 90°的延迟的信号的相关函数的值。沿从超声信号形成器17的第三输出端口输送的脉冲的后线(从第一开关91的输 出端口，从引脚92(见图6)，至引脚67(见图5)，以及第二运算储存存储器76的第二输入端口)，将获得的相关函数值记录到第二运算储存存储器76中。从而，在数量“N” 的控制信号脉冲从控制信号形成器17的第三输出端口通过后，第二运算储存存储器76包 括已反向于受控介质1的流动通过的以采样率“f/’数字化的超声信号的代码的部分与相 对于从超声信号源6的输出端口接收的超声信号在相位上移动了 90°的信号的公共相关 函数。以常数因子的精度计算的公共相关函数等于超声信号源6的信号的延迟值的正 弦，因此，公共相关函数将在与已反向于管道1中受控介质的流动通过的超声信号的接 收的代码和相对于从超声信号源6的输出端接收的超声信号在相位上移动了 90°的信号 之间的零延迟对应的时刻与零水平交叉。为了指定已反向于管道1中受控介质的流动通过的延迟代码，将获得的数字化 的公共相关函数输送至第二内插器77的输入端口，其将公共相关函数的采样率提高至 "m · f,，其中 “m” >> 1。第二内插器77的输出信号输送至第二零检测器78的输入端口，其使用最接近零 的递减计数值确定预数字化的公共相关函数的递减计数的地址的代码。使用最接近零的 值确定的预数字化的公共相关函数的参考的地址的代码输送至第二代码_代码转换器79 的输入端口，在第二代码-代码转换器的输出端口，根据比率AT2 = ΑΔΤ/m · &形成 采样率“f/’的一个间隔内的已反向于管道1中受控介质的流动通过的超声信号的代码的 延迟时间代码，其中八丁2是采样率“f/’的一个间隔内的反向于管道中受 控介质的流动的超声信号 发射的时间的代码；A Δ T2是记录在运算储存存储器37中的相关函数最大值的位置地址的代码；m是大于1的数； ；是采样率。从而，在第二代码-代码转换器79的输出端口(见图5)，将以如下精度计算采 样率“f/’的一个间隔内的已反向于管道1中受控介质的流动通过的超声信号的延迟时 间1/m · f1 其中 m >> 1。将采样率“f/’的一个间隔内的已沿管道中受控介质的流动通过的超声信号的 延迟时间AT1的代码从第一代码-代码转换器72的输出端口输送至第四加法单元80的 第一输入端口。将采样率“f/’的一个间隔内的已反向于管道中受控介质的流动通过的超声信 号的延迟时间ΔΤ2的代码从第二代码-代码转换器79的输出端口输送至第四加法单元80 的第二(反向)输入端口。已沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中受控介质的流动通过的超声信号 之间的时间间隔差ATtl的代码从用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中 受控介质的流动的超声信号发射的时间差的单元15的第二输出端口(从峰值检测器48的 输出端口，从引脚49，见图5)至用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1中 受控介质的流动的超声信号发射的时间差的附加单元16(至引脚81，然后至第四加法单 元80的第三输入端口，见图5)。作为对由第四加法单元80的第一、第二(反向)、以及第三输出端口接收的代码做加法的结果，使用以下公式在第四加法单元的输出端口接收已沿管道1中受控介质的 流动和反向于管道1中受控介质的流动通过的超声信号之间的时间间隔的精度差的代码Δ T = Δ T0+Δ T1-Δ T2其中， ΔΤ是已沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动通过的超声信 号之间的时间间隔的精度差的代码；ATtl是已沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号 之间的时间间隔的差的代码；AT1是采样率“f/’的一个间隔内的沿管道中受控介质的流动的超声信号发射 的时间的代码；八丁2是采样率“f/’的一个间隔内的反向于管道中受控介质的流动的超声信号 发射的时间的代码。将已沿管道1中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动通过的超声信 号之间的时间间隔的精度差的代码从用于计算沿管道1中受控介质的流动和反向于管道1 中受控介质的流动的超声信号发射的时间差的附加单元16的第四输出端口(从第四加法 单元80的输出端口，从引脚82，见图5)输送至用于计算管道1中受控介质的体积流率的 单元18的第一输入端口。输送到受控介质中的超声信号和已反向于管道1中受控介质的流动通过的超声 信号之间的时间间隔的代码从用于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间 的单元14的输出端口至用于计算管道1中受控介质的体积流率的单元18的第二输入端输送到受控介质中的超声信号和已沿管道1中受控介质的流动通过的超声信号 之间的时间间隔的代码从用于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单
元13的第二输出端口至用于计算管道1中受控介质的体积流率的单元18的第三输入端□。根据输送至用于计算管道中受控介质的体积流率的单元18的第一、第二、第三 输入端口的代码，后面使用下述公式计算管道1中受控介质的体积流率(Q)
^ AT ,β = ——-,
(Τ}-τ)(Τ2-τ)其中ΔΤ是沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射 的时间差的代码；T1是沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的代码；T2是反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的代码；τ是取决于超声信号发射_接收的尺度几何结构和材料的恒定值；k是取决于管道1内的几何尺度的比例因子。测量结果从用于计算管道1中受控介质的体积流率的单元18的输出端口输送至 用于指示管道1中受控介质的体积流率的单元19的输入端口，测量结果能够在例如显示 器上看见。
从而，提出的用于测量管道中受控介质的体积流率的设备使得可以获得已沿管 道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动通过的超声信号的数字代码的延迟 时间差的更高精度的计算，并且最终在使用相关测量方法、以内插器提高采样率、并施加用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的 时间差的附加单元来确定管道中受控介质的体积流率时实现较高精度。因此，提出的技术方案将在用于类似目的的已知设备中处于领先位置。
权利要求
1. 一种用于测量管道中受控介质的体积流率的设备，所述设备包括具有受控介质 的所述管道；安装于具有受控介质的所述管道上的第一超声信号发射_接收辐射体；安 装于具有受控介质的所述管道上的第二超声信号发射-接收辐射体；超声信号源；第 一开关板；第二开关板，所述第二开关板的输入端口之一连接至所述第一超声信号发 射-接收辐射体的引脚；控制信号形成器，所述控制信号形成器的第一输出端口连接至 所述第二开关板的控制输入端口；超声信号放大器，所述超声信号放大器的输入端口连 接至所述第二开关板的输出端口；用于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的 时间的单元；用于计算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元；用 于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的 时间差的单元；以及用于确定管道中受控介质的所述体积流率的单元，其特征在于如下 事实，即所述设备配备有数字-模拟转换器，所述数字-模拟转换器的第一输入端口 连接至所述超声信号源的输出端口，所述数字-模拟转换器的第二输入端口连接至所述 控制信号形成器的第二输出端口，并且所述数字_模拟转换器的输出端口连接至所述第 一开关板的第一输入端口，所述第一开关板的控制输入端口连接至所述控制信号形成器 的第一输出端口，所述第一开关板的第一输出端口连接至所述第一超声信号发射-接收 辐射体的引脚，所述第一开关板的第二输出端口连接至所述第二超声信号发射_接收辐 射体的引脚，所述第二超声信号发射-接收辐射体连接至所述第二开关板的另一输入端 口；模拟-数字转换器，所述模拟-数字转换器的第一输入端口连接至所述超声信号放大 器的输出端口；存储器单元，所述存储器单元的第一输入端口连接至所述模拟_数字转 换器的输出端口，所述模拟-数字转换器的第二输入端口连接至所述控制信号形成器的 第二输出端口，所述存储器单元的第二输入端口连接至所述控制信号形成器的第一输出 端口，所述存储器单元的第一输出端口连接至所述用于计算沿管道中受控介质的流动的 超声信号发射的时间的单元的第一输入端口，所述用于计算沿管道中受控介质的流动的 超声信号发射的时间的单元的第二输入端口连接至超声信号源的所述输出端口，并且所 述用于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的第三输入端口连接 至所述控制信号形成器的第三输出端口，同时所述存储器单元的第二输出端口连接至用 于计算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的第一输入端口，所 述用于计算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的第二输入端口 连接至所述超声信号源的所述输出端口，并且所述用于计算反向于管道中受控介质的流 动的超声信号发射的时间的单元的第三输入端口连接至所述控制信号形成器的所述第三 输出端口，并且所述存储器单元的所述第一输出端口连接至所述用于计算沿管道中受控 介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的单元的第一 输入端口，所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超 声信号发射之间的时间差的单元的第二输入端口连接至所述存储器单元的所述第二输出 端口，并且所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超 声信号发射之间的时间差的单元的第三输入端口连接至所述控制信号形成器的所述第三 输出端口；以及用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超 声信号发射之间的时间差的附加单元，所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于 管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的附加单元的第一输入端口连接至所述存储器单元的所述第一输出端口，所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于 管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的附加单元的第二输入端口连接至 所述存储器单元的所述第二输出端口，所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于 管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的附加单元的第三输入端口连接至 所述用于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的第一输出端口， 所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射 之间的时间差的附加单元的第四输入端口连接至所述用于计算沿管道中受控介质的流动 和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的单元的第一输出端口， 所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射 之间的时间差的附加单元的第五输入端口连接至所述超声信号源的所述输出端口，所述 用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间 的时间差的附加单元的第六输出端口连接至所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反 向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间的时间差的单元的第二输出端口，所述 用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射之间 的时间差的附加单元的第七输入端口连接至所述控制信号形成器的所述第三输出端口， 并且所述用于计算沿管道中受控介质的流动和反向于管道中受控介质的流动的超声信号 发射之间的时间差的附加单元的输出端口连接至用于计算管道中受控介质的体积流率的 单元的第一输入端口，所述用于计算管道中受控介质的体积流率的单元的第二输入端口 连接至所述用于计算反向于管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的输出 端口，并且所述用于计算管道中受控介质的体积流率的单元的第三输入端口连接至所述 用于计算沿管道中受控介质的流动的超声信号发射的时间的单元的第二输出端口。
全文摘要
提出了一种用于测量管道(1)中受控介质的体积流率的设备。交替向所述第一(2)和第二(3)发射-接收辐射体输送超声振荡。在超声信号已沿流动或反向于流动通过后，利用放大器(8)放大超声信号。利用模拟-数字转换器(9)将信号转换为数字代码并记录在存储器单元(10)中。用于计算沿流动的超声信号发射的时间的单元(13)计算沿流动的超声信号发射的时间。用于计算反向于流动的超声信号发射的时间的单元(14)计算反向于流动的超声信号发射的时间。用于计算沿流动和反向于流动的超声信号发射的时间差的单元(15)计算沿流动和反向于流动的超声信号发射的初始差值。用于计算沿流动和反向于流动的超声信号发射的时间差的附加单元(16)计算沿流动和反向于流动的超声信号发射的更精确的差值。通过使用用于计算沿流动和反向于流动的超声信号发射的时间差的附加单元、施加相关测量方法、以及借助于内插器提高采样率，实现了以高精度确定体积流率。
文档编号G01F1/66GK102027334SQ200880129155
公开日2011年4月20日 申请日期2008年7月2日 优先权日2008年5月12日
发明者D·Y·什温勒普夫, O·V·恰金娜, S·V·马莱特斯基, Y·I·罗曼诺夫 申请人:关联封闭合资股份公司