Способ измерения скорости звука при воздействии кратковременной помехи Советский патент 1991 года по МПК G01N29/00 G01H5/00 

Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано в гидроакустике, металлургии, химической промышленности при определении скорости звука в исследуемой среде.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости измерений путем повышения точности определения начала и окончания действия помехи.

На чертеже представлены временные диаграммы сигналов: реальное изменение контролируемого технологического параметра Ст во времени (а), изменение выходногосигналаизмерительногопреобразователя Сип, соответствующее реальному изменению d и кратковременному отказу (б), изменение приращений выходного сигнала измерительного преобразователя ЛС (в) и информационный выходной сигнал прибора Синф (г).

Способ осуществляется следующим образом.

Излучают звуковые колебания в контролируемую жидкость, принимают сигналы, прошедшие через контролируемую среду, одним из известных способов определяют, например, время распространения звуковых колебаний, что при известном и фиксированном расстояниях между излучающим и приемным акустическими преобразовате- лями равносильно измерению скорости ультразвука. При этом постоянно определяют абсолютную величину приращения выходного сигнала измерительного преобразователя в единицу времени Л С it сравнивают ее с задаваемым значением максимально возможного приращения ЛСМД Величина

О 00

ю ю о

СП

А С зад определяется максимально возможной скоростью изменения контролируемого параметра в конкретном технологическом процессе Д Смаке (диаграммы а, в) по формуле

ЛСзад К А Смаке,(1)

где К 1,1 -2-безразмерный коэффициент, учитывающий точность измерений и соотношение частных динамических характеристик прибора и технологического процесса.

Вследствиетого, что инертность ультразвуковых приборов контроля может быть в десятки раз меньше инерционности контролируемых процессов, в случае отказа абсолютная величина приращения сигнала измерительного преобразователя АСип резко возрастает. Следовательно, увеличение абсолютного значения скорости изменения выходного сигнала измерительного преобразователя выше значения А Сзадсви- детельствует о моменте начала отказа. В этом случае выходной сигнал измерительного преобразователя фиксируют на уровне, который был непосредственно в момент начала отказа, в результате чего информационный выходной сигнал прибора является постоянным во время действия помехи (диаграммы б, г). По окончании отказа на выходе измерительного преобразователя появляется сигнал, величина абсолютного гТриращения которого в единицу времени превышает значение А Сзад и противоположного знака по сравнению с моментом начала отказа. Уменьшение АСип до уровня А Сзад свидетельствует об окончании отказа, после чего измерения контролируемого параметра возобновляются.

Отмечают, что фиксирование выходного сигнала измерительного преобразователя при кратковременном отказе практически не влияет на информативность измерений. Максимально возможное время отказа Т для этого случая можно определить следующим образом. Пусть А скорость изменения контролируемого параметра, о -абсолютная погрешность измерений. Изменение контролируемого параметра за время отказа не должно превышать абсолютной погрешности измерений:

А -Т а.

В процессе получения серной кислоты необходимо контролировать ее концентрацию на входе в сушильные башни и моно- гидратные абсорберы. В качестве информационного параметра здесь может быть использована скорость распространения ультразвуковых колебаний.

Опыт эксплуатации ультразвуковых анализаторов серной кислоты типа АЖК-1

показывает, что уровень шумов и помех, создаваемых прибором, составляет 0,5 мВ, максимальная амплитуда ультразвукового сигнала (при наименьшем коэффициенте затухания в жидкости) равна 500 мВ. Амплитуды помех, создаваемых внешними факторами (электросварка, работающие электродвигатели и т.д.), достигают 50 мВ. Следовательно, уровень дискриминации

ультразвукового сигнала при применении способа, в котором момент начала и окончания отказа определяют по амплитуде принимаемого ультразвукового сигнала, составляет 50 мВ, а при применении предлагаемого способа 0,5 мВ,

Максимальная скорость изменения концентрации серной кислоты А составляет 0,10% H2S04 в минуту. Задаваемое значение максимально возможного приращения определяют по. формуле (1). В данном случае

выбирают К 1,5, при этом АСзад 0,15% H2S04 в минуту.

Быстродействие анализатора АЖК-1 равно А Сип 8% H2SO4 в минуту. Следовательно, в момент начала и окончания отказа анализатора величина приращения выходного сигнала измерительного преобразователя изменяется в 53,3 раза быстрее, чем максимально возможная скорость изменения концентрации серной кислоты. По величине приращения выходного сигнала измерительного преобразователя определяют моменты начала и окончания отказа.

35

Формула изобретения

Способ измерения скорости звука при воздействии кратковременной помехи, заключающийся в том, что в исследуемую среду излучают звуковые колебания, принимают их после прохождения через среду, непрерывно определяют значения скорости распространения звуковых колебаний в среде, определяют моменты начала

и окончания действия кратковременной помехи, при этом во время действия кратковременной помехи в качестве истинной скорости распространения звуковых колебаний выбирают значение, определенное в

момент начала действия кратковременной помехи, отличающийся тем. что. с целью повышения помехоустойчивости измерений, предварительно определяют максимально возможное приращение А См

скорости распространения звука в исследуемой среде в единицу времени, определяют текущее значение приращения ACt скорости распространения звуковых колебаний,

момент tH начала действия кратковременной помехи определяют из условия I ACt l ДСм I , определяют sgn( Л CtH) в

момент tH, а момент и окончания действия помехи определяют из условий I ACt ЫДСм I и sgn I AC t I sgn IA CtH I.

Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано в гидроакустике, химической промышленности, металлургии при определении скорости звука в исследуемой среде. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Способ заключается в том, что предварительно определяют максимально возможную скорость изменения скорости звука в среде, измеряют скорость звука в среде, определяют моменты начала и окончания действия помехи по равенству измеряемого значения скорости звука максимально возможному значению, а за скорость звука в среде во время действия помехи принимают значение, измеренное в момент начала отказа. 1 ил. Ё

a Qrfi

&C

AC,

un

t

с

иШ«р

Ь

I III IH| I

J

I