Устройство для измерения скорости ультразвука в жидкостях Советский патент 1992 года по МПК G01H5/00 G01N29/02 

(Л

С

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров технологических жидких сред по скорости ультразвука в химической , нефтеперерабатывающей, металлургической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - расширение области применения и повышение точности измерений. Устройство снабжено цепью запрета, содержащей дифференциатор 12, линию 13 задержки, триггер 15 и два компаратора 14 и 16 и обеспечивающей сохранение информации о значении скорости ультразвука при воздействии помехи, определяемой по производной изменения измеряемой скорости. 2 ил.

xj

|О

со

ЧЭ

ю ю

фиг 1

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров технологических жидких сред по скорости ультразвука в химической, нефтеперерабатывающей, металлургической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - расширение области применения и повышение точности измерений.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства: на фиг.2 - диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Устройство для измерения скорости ультразвука в жидкостях содержит последовательно электроакустически соединенные генератор 1 импульсов, излучатель 2, приемник 3, усилитель А, формирователь 5 импульсов, первый триггер 6. преобразователь 7 время-напряжение, коммутатор 8. блок 9 памяти и регистратор 10. первую линию 11 задержки, последовательно соединенные дифференциатор 12, вторую линию 13 задержки, первый компаратор 14 и второй триггер 15 и второй компаратор 16, вход первой линии 11 задержки соединен со вторым выходом генератора 1 импульсов, вторые входы первого и второго триггеров 6 и 15 подключены соответственно к выходам первой линии 11 задержки и второго компаратора 16, вход которого соединен со вторым выходом дифференциатора 12, управляющий вход коммутатора 8 подключен к выходу второго триггера 15, вход дифференциатора 12 соединен со вторым выходом преобразователя 7 время-напряжение.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает стабильные по частоте импульсы ударного возбуждения, которые через первую линию 11 задержки поступают на вход первого триггера 6, открывая его. и на излучатель 2. Импульсы, прошедшие через контролируемую жидкость, приемником 3 преобразуются в электрические сигналы, которые усиливаются усилителем 4, формируются формирователем 5 и поступают на вход установки нуля триггера 6, закрывая его. Последовательность импульсов триггера 6, длительность которых пропорциональна времени распространения ультразвуковых колебаний в потоке жидкости, преобразуется в аналоговый и. в случае необходимости, в цифровой сигнал. При нормальной работе устройства сигнал через замкнутые контакты коммутатора 8 и блок 9 памяти, работающий в данном случае в режиме повторителя, поступает на регистратор 10. В случае отказа напряжение на выходе преобразователя 7- время- напряжение начинает изменяться со скоростью в несколько раз большей, чем при изменении контролируемого параметра,

обусловленном технологическими процессами. Это происходит вследствие того, что для уменьшения динамических погрешностей измерений быстродействие измерительного прибора должно быть в 3-5 раз

больше, чем максимально возможная скорость изменения измеряемой величины (см. фиг.2а). При кратковременном воздействии помехи на выходе дифференциатора 12 появляются сигналы различной полярности

{см. фиг.26) с амплитудой, превышающей заранее заданное допустимое значение. Указанное допустимое значение выбирают равным 1,05-1,10 от амплитуды сигнала, появляющегося на выходе преобразователя 7

время-напряжение при максимально возможной скорости изменения контролируемого параметра. Рассмотрим работу схемы запрета для случая, когда действие помехи приводит к увеличению напряжения на выходе преобразователя 7 время-напряжение, в момент начала отказа на втором выходе дифференциатора 12 появляется положительный импульс (см. фиг.2а,б), амплитуда которого превышает пороговое

значение второго компаратора 16. В результате этого сигнал на выходе второго компаратора 16 скачкообразно изменяется и открывает второй триггер 15 (см. фиг.2в). Импульс с второго триггера 15 поступает на

управляющий вход коммутатора 8. который разрывает цепь преобразователь 7 время- напряжение - блок 9 памяти, переводя последний в режим памяти. При этом на выходе блока 9 памяти фиксируется сигнал.

соответствующий моменту начала действия помехи. По окончании отказа на первом выходе дифференциатора 12 появляется импульс отрицательного напряжения по амплитуде, превышающей заданное допустимое значение, который через вторую линию 13 задержки поступает на вход первого компаратора 14. Время задержки определяется постоянной времени преобразователя

7 время-напряжение (см. фиг.2в). Сигнал с выхода компаратора 14 поступает на вход

установки нуля триггера 15, закрывая его (см. фи-г.2г). При этом контакты коммутатора

8замыкаются, блок 9 памяти переходит в режим повторителя и процесс измерений

возобновляется (см. фиг. 2д).

Формула изобретения Устройство для измерения, скорости ультразвука в жидкостях, содержащее последовательно электроакустически соединенные генератор импульсов, излучатель, приемник, усилитель, формирователь импульсов, первый триггер, преобразователь время-напряжение, коммутатор, блок памяти и регистратор и первую линию задержки, вход которой подключен к выходу генератора импульсов, второй вход первого триггера соединен с выходом первой линии задержки, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности измерений, оно снабжено

а

6 Ом

0

последовательно соединенными дифференциатором, второй линией задержки, первым компаратором и вторым триггером и вторым компаратором, выход которого подключен к второму входу второго триггера, второй выход дифференциатора соединен с входом второго компаратора, выход второго триггера соединен с управляющим входом коммутатора, а вход дифференциатора соединен с вторым выходом преобразователя время- напряжение.