Ультразвуковой прибор контроля химико-технологических процессов Советский патент 1983 года по МПК G01N29/02 

Изобретение относится к ультразв ковому контролю химико-технологичес ких процессов, в частности приборам контроля состава и состояния жидких сред по времени распространения и затуханию ультразвуковых колебаний, и может быть использовано в химичес кой, нефтехимической, лакокрасочной и фармацевтической промышленности. Известно ультразвуковое устройст во для контроля технологических про цессов, содержащее генератор опорно частоты, излучатель и при€2мник ультразвуковых колебаний, фазометр, фа зовращатель, связанный с подвижным контактом автоматического моста, плечо которого является датчиком те пературы l. Недостатком устройства является сложность настройки и проведения процесса измерений ультразвуковых параметров. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ультразвуковой прибор контроля химико-технологич еских процессов, содержащий генератор эталонной частот три делителя частоты повторения меток времени, генератор зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразо ватель, два селектора импульсов запуска развертки, усилитель, генератор ,развер,тки, суммирующий каскад С 2. . Недостатком этого устройства является значительная погрещнрсть, вносимая блокам временных задержек и отсутствием температурной коррек ции, сложность и длительность проце са измерения, невозможность использования его в системах автоматического управления технологическими процессами из-за отсутствия в схеме прибора аналоговых выходов. Целью изобретения является повышение точности контроля. Цель достигается тем, что в ультразвуковой прибор контроля химикотехнологических процессов, содержащий последовательно соединенные генератор эталонной частоты, делитель частоты, генератор .зондирующих импульсов, ультразвуковой преобразователь, а также усилитель и измеритель интервалов времени, введены блок плавного стробирования , электронный ключ, блок амплитудного ана лиза сигнала, преобразователь темпе ратура - временной интервал, перекл чатель выбора импульса, причем выхо ультразвукового преобразователя через последовательно соединенные эле тронный ключ,, усилитель, блок ампли тудного анализа сигнала, переключатель выбора импульса подключен к измерителю интервалов времени, второй выход делителя эталонной частот через блок плавного-стробирования подключен к второму входу блока амплитудного анализа сигнале, третий его выход через преобразователь температура - временной интервал подключен к второму входу измерителя интервалов времени, к третьему входу которого подключен второй выход генератора эталонной частоты, второй выход усилителя подключен к второму входу переключателя выбора импульса, второй выход которого подключен к второму входу преобразователя температура - временной интервал. Измеритель интервалов времени выполнен в виде последовательно соединенных временного селектора, счетчика и цифрового индикатора, а также код-аналогового преобразователя, подключенного к счетчику, блок амплитудного анализа выполнен в виде последовательно соединенных схемы выделения импульса и пикового детектора с индикатором, к входу схемы выделения импульса подключен выход блока плавного стробирования, а преобразователь температура - временной интервал выполнен в виде последовательно соединенных датчика температур, установленного в ультразвуковом преобразователе, блока операционных усилителей и блока логических элементов. На Чертеже изображена блок-схема прибора..Ультразвуковой прибор контроля содержит последовательно соединенные генератор 1 зондирующих импульсов, электронный ключ 2, усилитель 3, блок 4 амплитудного анализа, состоящий из блока 5 выделения импульса и пикового детектора с индикатором б. Блок 7 плавного стробирования соединен с делителем 8 эталонной частоты. Генератор 9 эталонной частбты подключен к измерителю 10 интервалов времени, содержащему временной сёлектор 11, подключенный через счетчик 12 к цифровому индикатору 13 и коданалоговому преобразователю .14. Преобразователь 15 температура - временной интервал состоит из последовательно соединенных блока 16 операдийнных усилителей и блока 17 логических элементов НЕ-И, а также датчика 18 температуры. Между генератором 1 зондирующих импульсов и электронным ключом 2 включен ультразвуковой преобразователь 19 с отражателем 20, Между усилителем 3 и измерителем 10 интервалов -времени введен переключатель 21 выбора импульса. Прибор работает следующим обра- зом.. Генератор 9 эталонной частоты вырабатывает сигналы эталонной чaci тотн 10 Гц, на делителе 8 эталонной частоты эта частота преобразуется в и11тульсы частотой следования 10 Гц, запускающие генератор 1 зондирующих импульсов, блок 7 плавного стробирования и через преобразователь 15 температура - временной интервал запускают временной селектор 11. При прохождении ультразвукового импульса через исследуемую среду он после отражения от отражателя 20 появляется через некоторый интервал времени на входе, электронного ключа 2, который заперт первые 50 мкс на время действия зондирующего импульса В усилителе 3 серия отраженных импульсов усиливается и подается на вход блока 4 амплитудного анализа и через переключатель 21 выбора импульса на преобразователь 15 температура - временной интервал,.где осу ществляется температурная коррекция положения импульса. . С преобразователя 15 температура временной интервал отраженныйимпуль подается на запуск временного селектора 11, который открывается, и чере счетный вход подс1ется сигнал эталонной частоты на счетчик. Счет прекращается в момент, подачр ;5мпульса Ю Гц с делителя 8 частоты через преобразователь 15 температур временной интервал. На цифровом индикаторе 13 высвечивается значение времени прохождения импульса в контролируемой среде, а на выходе коданалогового преобразователя l4 пропорциональное значениеаналогового сигнала. В блоке 5 выделения импульса выделяется один из.серии отраженных импульсов, пиковым детектором с индикатороМ б измеряется его величина ее изменение будет определять затухание ультразвука в контролируемой среде. С помощью переключателя 21 выбора импульса селектируемый импульс может быть подан на запуск временного селектора через преобразователь 15 температура - временной интервал. .Преобразователь температура -временной интервал, выполненный в виде набора .операционных усилителей и логических элементов, осуществляющий временный сдвиг отраженного импульса пропорционально температуре контролируемой среды, позволяет скомпенсировать температурную погрешность изг мерений без применения дополнительных блоков и устройств и тем самым повысить точность измерений. Повышениеточности достигается также за счет синхронизации-работы этого преобразователя, который подключен к делителю эталонной частоты. Переключатель выбора импульса, который подключен к временному селектору позволяет по- дать на вход временного селектора первый отраженный или -любой из последовательности отраженных импульсов, тем самым обеспечивая широкое использование прибора для контроля и регулирования технологических процессов. Введение в схему прибора цифро-аналогового выхода измерения времени и распространения импульса в контролируемой среде и схемы амплитудного анализа с аналоговым выходом позволяет использовать прибор в системах автоматического управления химикотехнологическими процессами, повысить точность контроля и эффективность управления.

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРИБОР КОНТРОЛЯ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, содержащий последовательно соединенные генератор эталонной частоты, делитель частоты, Генератор зондирунлцих импульсов, ультразвуковой преобразователь, а также усилитель и измеритель интервалов времени о т л и ч а ю щ и и с я тем-, что, с целью повышения точности контроля, в него введены блок плавного стро- , бирования, электронный ключ, блок гилплифудного анализа сигнала, преобраэоватеЛь температура - временной интервгш, переключатель выбора импульса, причем выход-ультразвукового преобразователя через последовательно соединенные электронный ключ,, усилитель, блок амплитудного анализа сигнала, переключатель выбора импуль-, са подключен к измерителю интервалов/ времени, второй выход делителя эталонной частоты через блок плавного стробйрования подключен к .второму входу блока амплитудного анализа сигнала, третий его выход через преобразователь температура - временной интервал подключен к второму входу измери-теля интервалов времени, к третьему входу которого подключен второй выход генератора эталонной частоты, второй выход усилителя подключен к второму входу переключателя выбора импульса, второй выход которого подключен к второму входу преобразователя температура - вре-г мённой интервал. , . (Л 2. Прибор по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что измеритель интерС валов времени выполнен в виде последовательно соединенных временного селектора, счетчика и цифрового.инS дикатора, а также код-аналогового преобразователя, подключенного к счетчику, блок амплитудного анализа О выполнен в виде последовательно соее единенных схемы выделения импульса, к входу которой подключен выход блока плавного стробйрования и пиково- го детектора с индикатором,.. а лреОбX) разователь температура - временной ю У1 интервал выполнен в виде последовательнА соедйненньЕС Датчика температур/ установленного в ультразвуковом. преоб разователе, блока операционных усилителей, и блока логических элементой