Устройство для измерения толщины жидкостной пленки Советский патент 1983 года по МПК G01B17/02 

1

в Изобретение относится к акустоизмерительной технике, в частности средствам неразрушающего контроля и измерения тoлlд ;ны жидкостной пленки на поверхности водоема при волнении последнего. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство для измерения толщины жидко стной пленки, содержащее измеритель параметров волн, включающий последо вательно соединенные формирователь у равляющих сигналов, генератор ультра звуковых импульсов, блок приема - пе редачи с гидроакустической антенной и блок цифровой обработки и регистра ции сигналов, связанный вторым входом со вторым выходом формирователя управляющих сигналов, третий выход к торого связан со вторым входом блока приема - передачи t О Недостатком известного устройства является низкая точность при измерении толщины жидкостной пленки на поверхности водоема вследствие изменения при волнении последнего угла падения и отражения зондирующего импульса. Цель изобретения - повышение точности измерения толщины жидкостной пленки. Указанная цель достигается , что устройство для измерения толщмнь1 жидкостной пленки, содержащее измеритель параметров волн, включающий последовательно соединенные формирователи управляющих сигналов, генератор ультразвуковых импульсов, блок приема - передачи с гидроакустической антенной и блок цифровой обработки и регистрации сигналов, связанный вторым входом с вторым выходом формирователя управляющих сигналов, третий выход которого связан с вторым входом блока приема - передачи, снабжено.последовательно сое диненными волнографом, первым и вторым дифференцирующими каскадами, последний .из которых подключен ко вхо.ду формирователя управляющих сигналов . На чертеже изображена функциональ ная схема устройства для измерения толщины жидкостной пл«нки. Устройство содержит измеритель (на чертеже не показано) параметров волн, включающий последовате/ ьно соединенные формирователь 1 управяящих сигналов, генератор 2 ультра062звуковых импульсов, блок 3 приема передачи с гидроакустической антенной и блок цифровой обработки и регистрации сигналов, последовательно соединенные волнограф 5, первый б и второй 7 дифференцирующие каскады и блок 8 наведения блока 3 приемапередачи. Выход второго дифференцирующего каскада 7 подключен ко входу формирователя 1 управляющих сигналов, который своим вторым выходом связан с блоком 4 цифровой обработки и регистрации сигналов, а третьим выходом - со вторым входом блока 3 приема-передачи, выход которого подключен ко второму входу блока цифровой обработки и регистрации сигналов. Устройство для определения толщины жидкостной пленки на поверхности водоема работает следующим образом. Волнограф 5 непрерывно излучает зондирующие импульсы в сторону волнующейся поверхности водоема. На выходе волнографа 5 появляется сигнал, описывающий профиль волны на поверхности водоема, который подается на первый дифференцирую1дий каскад 6 и связанный с ним второй дифференцирующий каскад 7« При постоянной скорости перемещения профиля волны в пространстве (что имеет место на прямолинейных участках волны) сигнал, снимаемый с выхода первого дифференцирующего каскада 6, имеет постоянное значение, а сигнал, сни- маемый с выхода второго дифференцирующего каскада 7, равен нулю. При попадании зондирующего луча волнографа 5 на непрямолинейный участок профиля морской волны (эти участки соответствуют участку гребня и впадины волны) сигнал на выходе первого ифференцирующего каскада 6 не остатся постоянным, вследствие чего на ыходе второго дифференцирующего аскада 7 появляется сигнал, воздейтвующий на формирователь 1 управяющих сигналов, который 8ыдаетг:1/1Мульс на запуск генератора 2 ультразвуковых импульсов, защитный импульс а время излучения для запирания примного тракта блока 3 приема - переачи и импульс в блок цифровой обработки и регистрации сигналов. Сигналы , отраженные от границ раздела ред: вода - нефтяная пленка и нефтяная пленка - воздзх, принимаются

приемными трактакм блока 3 приема передачи, усиливаются и подаются на пороговое устройство блока 2 цифровой обработки и регистрации сигналов, в котором по данным значе ниям скорости звука,для реальных па раметров среды (температуры, солености, давления) и разнице во времени приема бтраженных импульсов от границы раздела сред, полученной в блоке определения временных интервалов (на чертеже не указана)блок , k цифровой обработки вычисляет толщину нефтяной пленки на гребне волны сА C.hi., которая заносится в память (на чертеже не указана) блока 4. .

Момент следуюи х посыпок зондирующего импульса совпадает с фазой опускания поверхности жидкости. Как и в предыдущем случае в блоке k цифровой обработки и регистрации сигналов определяется толщина нефтяной пленки,, но уже на впадине волны, которая запоминается в памяти блока Ц г с Atg, Сигналы с памяти псГдают ся на вйчислитель на чертеже не показано) блока выдаю щий среднее значение толщины пленки.

029006

При незнаФ1тельной разнице в плотности воды и слоя загрязнения опре еление толщины пленки желательно производить двухчастотным зондированием, для чего в устройство должен-,быть введен второй генератор ультразвуковых импульсов и второй блок приема - передачи с соответствующим блоком наведения. Частота колебаний второго генератора должна быть отличной от частоты колебаний первого генератора. Подключение дополнительного генератора ультразвувовых импульсов и второго блока приема-передачи к Формирователю управляющих сигналов и измерение толщины жидкостной пленки производится аналогично описанному.

Использование изобретения позволяет производить измерение толщины пленки при сохранении структуры естественного поля загрязнения как на поверхности водоема, так и в его толще, учитывать неравномерность толщинь пленки при волнении водоема, производить прямое определение значения толщины пленки на локальных участках акватории и по всей акватории и определять физико-химические свойства среды водоема и пленки, например, плотность.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ 1ИЯ ТОШ1ИНЫ ЖИДКОСТНОЙ ПЯЕНКИ-j еОАёри ::. щее измеритель параметров волн, включающий последовательно соединенные формирователь управляющих сигналов, генератор ультразвуковых импульсов, блок приема - передачи с гидроакустической антенной и блок цифровой обработки и регистрации сигналов, связанный вторым входом с вторым выходом формирователя управляющих сигналов, третий выход которого связан с вторым входом блока приек - передачи о тли чающееся/ что; fс целью повышения io4HocTH, оно снабжено последовательно соедийенными волнографом, первым и вторым дифференцирующими каскадами, последний нз которых подключен ко вхдду формирователя управляющих сигналов-: