Устройство для автоматического измерения скорости ультразвука в жидкостях в пробоотборной линии Советский патент 1990 года по МПК G01H5/00 

СЛ СЛ

го

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля состава технологических жидких сред по скорости ультразвука. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности исследования неоднородных по плотности жидкостей и повышение точности измерений. Устройство снабжено детектором 12, компаратором 13, блоком 14 управления, коммутатором 9, блоком 10 памяти и клапаном 16. При превышении заданного уровня помех клапан 16 закрывает доступ потоку жидкости в пробоотборную линию 17, в блоке 10 памяти устанавливается сигнал, полученный в момент начала отхода. После стабилизации условий распространения акустического сигнала автоматически возобновляется прохождение жидкости через датчик 2. 2 ил.

Фие.1

16 закрывает доступ потоку жидкости & пробоотборную линию 17, в блоке 10 памяти устанавливается сигнал, полученный в момент начала отхода. После

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть спользовано при контроле состава технологических жидких сред по скорости ультразвука.

Цель изобретения - расширение обрасти применения за счет обеспечения Йозможности исследования жидкостей, Неоднородных по плотности, и повыше- Йие точности измерений.

На фиг.1 изображена структурная Схема устройства, на - структурная схема блока управления.

Устройство для автоматического Измерения скорости ультразвука со- Держит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, акустический Датчик 2, включающий излучающий и Приемный преобразователи 3 и 4, уси- итель 5, выходной каскад 6, триггер i, преобразователь 8 время - напря- 4ение, коммутатор 9, блок 10 памяти И регистратор 11, последовательно соединенные детектор 12, вход которого подключен к выходу усилителя 5, ком- Йаратор 13 и блок 14 управления, Компенсатор 15 и клапан 16, На фиг.1 показана пробоотборная линия 17, на которой устанавливаются акус- ический датчик 2 и клапан .16. Второй Йход триггера 7 соединен с выходом генератора 1 импульсов, выход компен с атора 15 подключен к первому входу коммутатора 9, первый и второй выходы блока 14 управления соединены, со (Этветственно, с вторым входом коммутатора 9 и управляющим входом клапана 16.

Блок 14 управления содержит последовательно соединенные согласующий Каскад 18, вход которого является Входом блока 14 управления, дополнительный усилитель 19 и преобразователь 20, выходы согласующего каскада 18 и преобразователя 20 являются первым и вторым выходами блока 14 управления, соответственно. Конструкция преобразователя 20 определяется типом клапана. Например, пневматическому клапану соответствует электростабилизации условий распространения акустического сигнала автоматически возобновляется прохождение жидкости через датчик 2. 2 ил.

пневмопреобразоватепь, а электрическому клапану - тиристор или реле.

Устройство работает следующим образом.

Расстояние между акустическими преобразователями 3 и 4 датчика 2 выбирается в соответствии с неравенством

0

5

0

5

0

5

0

S

о,от

где Т с

2d

пТ

min 0,05T,

период следования импульсовj скорость ультразвука в контролируемой жидкости;

с - скорость ультразвука в материале мембранj

L - расстояние между мембранами акустических головок датчика

d - толщина мембран акустических головок;

п 1,2,3,... .

Выражение под знаком модуля в неравенстве может быть положительным или отрицательным. Соответственно, работа устройства в одном и в другом случае различна. Описание действия устройства ведется для случая, когда выражение под знаком модуля положительно, в скобках дано описание для второго случая.

Генератор 1 вырабатывает стабильные по частоте имлульсы ударного возбуждения, которые поступают на первый вход триггера 7, открывая (закрывая) его, и на излучающий акустический преобразователь 3. Импульсы, прошедшие через контролируемую жидкость, приемным акустическим преобразователем 4 преобразуются в электрические сигналы, которые усиливаются усилителем 5, формируются выходным каскадом 6 и поступают на вход установки нуля ( единицы) триггера 7, закрывая (открывая) его. Импульсы триггера 7, длительность которых пропорциональна (обратно пропорциональна) времени распространения ультразвуковых колебаний в контролируемой

среде, преобразуются в постоянное напряжение преобразователем 8 время - напряжение. Если амплитуда принимаемого сигнала достаточна для надежной работы устройства, сигнал с выхода преобразователя 8 время - напряжение через нормально замкнутые контакты коммутатора 9 и блок 10 памяти, который работает в данном случае в режи- ме повторителя, поступает на вход регистратора 11. Постоянная составляющая выходного сигнала преобразователя 8 время - напряжение устраняется компенсатором 15. При уменьшении ам- плитуды принимаемого ультразвукового сигнала ниже допустимого, наперед заданного уровня, определяемого амплитудой возможных помех, напряжение на выходе детектора 12 уменьшается, ерабатывает компаратор 13 и на блок 14 управления поступает сигнал об отказе устройства. При этом блок управления воздействует на клапан 16, установленный на выходе пробоотборной линии 17, и закрывает его, а также на коммутатор 9, разрывая цепь преобразователь 8 время - напряжение - блок 10 памяти. На блоке 10 памяти фиксируется сигнал, полученный непосредственно в момент начала отказа. После закрытия клапана 16 движение жидкости в датчике 2 прекращается. Факторы, препятствующие распространению ультразвуковых колебаний (газовая или твердая фаза, вихревые движения жидкости с отличающейся плотностью), постепенно исчезают из зоны прозву- чивания, условия для распространения волн улучшаются и амплитуда сигнала, поступающего на приемный акустический преобразователь 4, постепенно увеличивается. Ось, проходящая через центры излучающей и приемной акустических головок, должна располагаться в горизонтальной плоскости. Как только

) 5 0

5

амплитуда принимаемого ультразвукового сигнала превысит задаваемый уровень, достаточный для надежной работы устройства, срабатывает компаратор, клапан открывается, запоминаю-, щее устройство переходит в режим работы повторителя и непрерывные измерения в потоке возобновллются.

i

Формула изобретения

Устройство для автоматического измерения скорости ультразвука в жидкостях в пробоотборной линии, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, акустический датчик, включающий излучающий и приемный электроакустические преобразователи и предназначенный для установки на пробоотборной линии, усилитель и выходной каскад, триггер, первый вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, второй вход подключен к выходу выходного каскада, преобразователь время - напряжение, вход которого соединен с выходом триггера, компенсатор и регистратор, отличающееся тем, что, с целью расширения области

применения и повышения точности измерений, оно снабжено последовательно соединенными детектором, компаратором и блоком управления, последовательно соединенными коммутатором и блоком памяти и клапаном, предназначенным для установки на пробоотборной линии, вход детектора подключен к выходу усилителя, вход коммутатора соединен с выходами преобразователя время - напряжение н компенсатора, первый и второй выходы блока управления соединены с входами коммутатора и клапана соответственно, а выход коммутатора подключен к входу блока памяти, выход которого соединен с входом регистратора.

Редактор А.Шандор

Составитель Д.Широчин

Техред А. Кравчук Корректор Т.Малец

Заказ 323

Тираж 418

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

I

Фиг. 2

Подписное