СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВАВ ЖИДКОСТИ Советский патент 1969 года по МПК G01N29/02 

Известны способы измерения концентрации вещества в жидкости с использованием ультразвуковых колебаний, по которому определяют сдвиг фазы между рабочим и опорным сигналами, и по сдвигу фазы определяют коицентрацию исследуемого вещества.

Предложенный способ отличается от известного тем, что сдвиг фазы между рабочим и опорным сигналами поддерживают постоянным путем изменения частоты задающего генератора ультразвука и по величине изменения частоты судят о концентрации вещества в жидкости. Это позволяет повысить точность определения веществ в жидкости ультразвуковым методом.

На чертеже изображено устройство, реализующее предложенный способ.

От задаюп1его генератора 1 подаются непрерывные синусоидальные высокочастотные колебания на пьезоизлучатель 2 измерительной кюветы 3, где они преобразуются в ультразвуковой сигнал. Ультразвуковой сигнал проходит исследуемую жидкость в измерительной кювете 3. Поступая на пьезоприемник 4 с запаздыванием фазы ультразвуковых колебаний, которое зависит от концентрации исследуемой жидкости, ультразвуковые сигналы преобразуются в электрическое напряжение. Соответствующий сдвиг фазы и его изл1енения между напряжениями на излучателе 2 и на пьезориемнике 4 изменяются фазоизмерительной схемой, состоящей пз предусилителя 5, фазосдвигающей схемы 6, фазового детектора 7 и измерительного прибора 8.

Преобразованные пьезоприемником 4 сигналы силиваются предусилителем 5 и подаются на вход фазового детектора 7. На второй вход этого детектора с выхода задающего генератора 1 через фазосдвигающую схему 6 поступает опорный сигнал. Фазовый детектор выдает напряжение рассогласования, величина и знак которого является функцией величины и знака фазового сдвига между и измеряемым сигналом. Для установления упомянутого напряжения используется измерительный прибор 5.

При появлении напряжения рассогласования на выходе фазового детектора это напряжение усиливается усилителем 9 и этим напряжением управляют частотой задающего генератора /. Пр изменении частоты задающего генератора изменяется и сдвиг между сигналами на излучателе . и приемнике 4, вызванный изменением сдвига фазы ультразвуковых колебаний, соответственно, и сдвиг фазы между измерителыым и опорным .сигналом на входах фазового детектора 7, и выходное напряжение фазового детектора 7. Изменение

до тех пор, пока выходное напряжение фазового детектора не станет нулевым. После этого сдвиг фазы между сигналами на излучателе 2 и на пьезоприемнике 4 имеет величину, заданную выбором параметров фазоизмерительной схемы.

При изменении концентрации исследуемой жидкости изменяется и сдвиг между сигналами на измерителе 2 и на пьезоприемнике 4, в результате чего появляется напряжение на выходе фазового детектора 7, которое управляет частотой задающего генератора 1 так, что сдвиг фазы между сигналами на излучателе 2 и на пьезоприемнике 4 отвечает заданному. Измеряя частоту задающего генератора / частотомером 10, определяют изменение частоты, которое соответствует изменению фазового сдвига ультразвуковых колебаний, вызванного изменением концентрации.

Таким образом, устраняется нелинейное изменение величины ошибки измерения фазы.

Предмет изобретения

Способ измерения концентрации вещества в жидкости с использованием ультразвуковых колебаний, пропускаемых через исследуемую жидкость и эталонный канал, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, осуществляют изменение частоты задающего генератора ультразвуковых колебаний до выравнивания сдвига фазы между рабочим и опорным сигналами и по величине изменения частоты судят о концентрации вещества в жидкости.