Способ измерения скорости ультразвука в жидкости Советский патент 1988 года по МПК G01H5/00 

Изобретение относится к способам акустических измерений в жидкостях и может, быть использовано при контроле технологических процессов в химической, энергетической и пищевой отраслях промьшшенности.

Цель изобретения - увеличение точности измерений и упрощение процесса измерений.

На чертеже изображена схема реализации способа измерения скорости ; ультразвука.

Устройство для осуществления способа измерения . скорости ультразвука содержит генератор 1 синусоидальных колебаний, пьезокерамический цилиндр 2, частотомер 3, фазометр 4 первый 5 и второй 6 вольтметры. На чертеже также обозначен участок трубопровода с исследуемой жидкостью. Пьезокерамический цилиндр 2 жестко закреплен на трубопроводе 7 по его внешнему диаметру и соединен одной из контактных обкладок с генератором 1 синусоидальных колебаний, частотомером 3, вольтметром 5 и первым входом фазометра 4, вторая контактная обкладка пьезокерамического цилиндра 2 соединена с вторьм входом фазометра 4 и вольтметром 6.

Способ измерения скорости ультразвука осуществляется следующим образом.

Предварительно пьезоцилиндр заполняют эталонной жидкостью с известной скоростью распространения ультразвука С,. Пьезоцилиндр 2 возбуждают генератором 1 синусоидальных колебаний. Колебания пьезоцилиндра 2 передаются через стенку трубопровода 7 в заполняющую его жидкость. Изменением частоты генератора 1 синусоидальных колебаний устанавливают i-й резонанс объема жидкости в области пьезоцилиндра 2, Его регистрируют частотомером 3 по минимуму фа- зй на фазометре 4 или по максимуму тока, определяемому с помощью вольтметра 5. F процессе измерений на пьезоцилиндре 2 поддерживают постоянным значение приложенного напряжения с помощью вольтметра 6. По измеренному значению f -частоть i-ro резонанса объема жидкости определяют калибровочный коэффициент К, зависящий от характеристик пьезоцилиндра 2 и трубопровода 7:

К

с,-е.

2 RRfT

где R - внешний радиус пьеэоцилиндра;Zri значение корня функции

Бесселя,

Затем трубопровод 7 заполняют исследуемой жидкостью.и измеряют частоту f , i-ro резонанса объема жидкос- ти, находящегося внутри пьезоцилиндра. Скорость ультразвука С определяют по формуле:

Г - 5 f К п . Ч

.

Формула изобретения

Способ измерения скорости ультразвука в жидкости, заключающийся в том, что к емкости, в которой находится исследуемая жидкость, присоединяют пьезоцилиндр, с его помощью возбуждают в исследуемой жидкости ультразвуковые колебания, измеряют резонансные параметры колебаний для исследуемой и эталонной жидкости, с учетом которых определяют скорость ультразвука в жидкости, о т л и чающийся тем, что, с целью повьшения точности измерений, пьезоцилиндр жестко прикрепляют к емкос- ти по ее внешнему диаметру, измеряют частоту i-ro резонанса объема исследуемой жидкости, находящейся внутри пьезоцилиндра, а скорость ультразвука определяют по формуле

С . - . К С . , f, к.

0

где R

; к

внешний радиус пьезоцилиндра;

основное значение корня функции Бесселя; калибровочный коэффициент, учитывающий параметры емкости и пьезоцилиндра; частота i-ro резонанса объема жидкости.

Изобретение относится к области акустических измерений в жидкостях и может быть использовано при контроле технологических процессов в химической, знергетической и пищевой отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности и упрощение измерений. В отличие от известных способов для определения скорости звука измеряется частота резонанса объема жидкости, находящегося внутри пьезоцилиндра. Способ заключается в том, что к емкости, содержащей исследуемую жидкость, по ее внешнему диаметру жестко прикрепляют пьезокерамический цилиндр, с его помощью возбуждают.в жидкости ультразвуковые колебания, измеряют частоту резонанса объема жидкости, находящегося внутри пьезоцилиндра, и определяют скорость ультразвука по расчетной формуле с учетом ка- либровочногр коэффициента, I ил. ш (Л