Акустическая камера для определения концентрации вещества в смеси Советский патент 1984 года по МПК G01N29/02 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бьггь применено для измерения концен рации примесей в жидкостях, например, для определения концентрации, окиси азота N0, растворенной в жидкой четырехокиси азота NnOn.

Известна акустическая камера для определения концентрации вещества в смеси, содержащая эталонный и измерительньй акустические каналы, каждый из которых состоит из звукопровода и сильфона, ультразвуковой преобразователь, расположенный на входе звукопровода этгшонного канала, и два ультразвуковых преобразователя, расположенные на входе и выходе измерительного канала 1.

Однако известная акустическая камера обладает значительной погрешностью измерений концентрации окси азота N0, растворенной в жидкой четырехокиси N26 в диапазоне концентраций 0-10%.

Цель .изобретения - увеличение точности измерений.

Цель достигается тем, что акустическая камера для определения кон-, центрации вещества в смеси, содержащая эталонный и измерительньй акустические каналы, каждый из которых состоит из звукопровода и сильфона, ультразвуковой преобразователь, расположенный на входе звукопровода эталонного канала, и два ультразвуковых преобразователя, расположенные на входе и выходе измерительного канала, снабжена двумя призматическими отражателями, дополнительным ультразвуковым преобразователем, расположенньм на входе звукопровода эталонного канала, звукопроводы выполнены П-образными, а по углам последних размещены призматические отражатели.

На чертеже представлена схема акустической камеры.

Акустическая камера для определения концентрации вещества в смеси состоит из ультразвуковых -нзпучателей 1, ультразвуковых приемников 2, звукопроводов 3, призм 4, генератора 5 УЗ сигналов, двухканального усилителя-формирователя 6 импульсов, триггера 7 разности, делителя 8 импульсов разности, генератора 9 стабильной частоты, счетчика 10,

49422

индикатора 11 цифрового блока 12 питания.

Звукопровод 3 эталонного акустического канала выполнен герметич5 ным (заполнен четьфехокисью азота N20л) по отношению к исследуемой среде, погружен в нее, чтобы воспринимать ее температуру, Звукопровод имеет сильфон (не показан) для

0 выравнивания давления по отношению к давлению в измерительном канале. Звукопровод измерительного акустического канала имеет прямой контакт с исследуемой средой.

5 Акустическая камера работает следующим образом. .

Генератор 5 вырабатывает импульсы длительностью 0,5 мкс на уровне 0,5 амплитудой 70 В и скважностью

0 МКС, которые поступают на УЗ излучатели 1. Принятые УЗ приемниками 2 акустические сигналы усиливаются двухканальным усилителем-формирователем 6. Селектор, имеющийся

5 в нем и запускаемый импульсом генератора 5, позволяет получить на выходе два коротких (0,6 мкс) импульса только от акустических сигналов, прошедших через эталонную и изме0 рительную жидкость. Импульс разности с частотой следования А-1050 Гц имеет прямоугольную форму. Длитель:ность его, равная разности времени t и С)( , пропорциональная концент, рации N0, растворенной в жидкой N О, в диапазоне температур 295335 К и давлении 0,1-8 МПа, т.е.

л. л Л ./Л

&(/ с- Cj(Ax, где t , Cj( время прохождения акустического

0 импульса через N20 и с N0, соответственно, X - массовая доля N0, растворенной в жидкой в %, А - коэффициент, зависяпщй от величины акустической базы. Например,

5 в данном концентратомере при акустических базах 750 мм в эталонном и измерительных каналах А 2,4 мкс мас.%.

Делитель 8 уменьшает частоту следования импульсов разности до

1 Гц, не изменяя его длительности, задерживает на 0,1 мкс по отношению к импульсу Сброс и заполняется ста бильной частотой от генератора 9. Счетчик 10 путем суммирования числа периодов стабильной частоты, укладывающихся в импульсе разности на выходе делителя 8, выдает информацию о концентрации в цифровом виде на индикаторе 1.1. Использование акустической камеры для определения концентрации вещества в смеси позволяет увеличить точность определения N0 в диапазоне массовой концентрации от О до 10%, получать непрерывную информацию о содержании N0 в опытно-про мышпенных и лабораторных установках, работающих на четырехокйсн азо та в качестве теплоносителя и рабочего тела. Учитывая токсичность и химическую агрессивность N20, односторонее расположение УЗ датчиков в камере улучшает условия техники безопасности и значительно упрощает проведение профилактических и ремонтных работ.

АКУСТИЧЕСКАЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВА В СМЕСИ, содержащая эталонный и измерительный акустические каналы, каждый из которых состоит из звукопровода и сильфона, ультразвуковой преобразователь, расположенный на входе звукопровода эталонного канала, и два ультразвуковых преобразователя, расположенные на входе и выходе измерительного канала, отличающаяся тем, что, с целью увеличения точности измерений, она снабжена двумя призматическими отража е-, лями, дополнительным ультразвуковым преобразователем, расположенным на входе звукопровода эталонного канала, звукопроводы выполнены П-образными, а по углам последних размещены призматические отражатели.