СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ИССЛЕДУЕМЫХ СРЕД Советский патент 1970 года по МПК G05D11/00 

Изобретение относится к измерительной технике.

Известны способы контроля физико-химических параметров исследуемых сред, основанные на анализе ультразвуковых колебаний. При их исиользованин необходимы двойное преобразование информационного сигнала, акустическая база и наличие двухлинейной системы «излучатель - приемннк, «излучатель - отражатель.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что измеряют полосу пропускания резонансной характеристики колебательного контура, образованного исследуемой средой и однолинейным активным ультразвуковым датчиком, и но ширине полосы проиускания оиределяют иараметры исследуемой среды. Это позволяет повысить точность контроля.

Иа фиг. 1 изображены резонансные крнвые частотной характернстики кварпевой пластины, колеблющейся в жидкости (бензол) н в воздухе; на фиг. 2 показана блок-схема устройства для контроля физико-химических параметров сред.

Сущность способа состоит в следующем.

Однолинейный активный ультразвуковой датчик, колеблющийся в воздухе (последний имеет одно акустическое сопротивление), помещают в исследуемую среду (жидкость), характеризующуюся другим акустическим сопротивлением. В обоих случаях налицо колебательный коитур, состоящий из ультразвукового датчика и среды. В результате пзменсиия плотности или скорости ультразвука или одновременио обоих параметров акустического сопротивления от измеряемого параметра исследуемой среды измеияется как активное соиротивлоние R, так и коплексное сопротивлепие Zg колебательиого контура. Кроме того пзменяется «ностоянная времени т контура. В итоге изменяется полоса пропускания (полоса ирозрачности) колебательной снстемы, состоящей из однолинейного активного ультразвукового датчика и исследуемой среды.

Зависимость полосы пропускания Асо контура от выщеуказанных параметров выражается формулой:

.

AW

20

Измеряя с помощью электронной схемы изменения иолосы пропускания колебательного контура, можно контролнровать параметры исследуемой среды.

Устройство для контроля параметров исследуемых сред работает следующим образом.

Импульсно-частотно-модулированные колебания вырабатываются генератором синусоидальных колебаний / и соединенным с ним линией связи 2 генератором пилообразных колебаний 3, колебания которого предназначены для импульсно-частотной модуляции и синхронизации всей блок-схемы.

Генератор / через линию связи 4 возбуждает упругие колебания у однолинейного активного датчика 5, колеблющегося на резонансной частоте. Полоса частот резонансной характеристики датчика зависит от его электр1)механических постоянных и от акустических параметров исследуемой среды.

Полоса частот резонансной характеристики и ее изменение поступают через линию связи 6 в усилитель 7, с которого усиленный сигнал через линию связи 5 поступает на демодулятор 9. Огибающая импульсно-частотных колебаннй после демодуляции поступает через линию связи 10 на нуль-пнднкатор //, соединенный через линию связи 12 с опорным напряжением 13.

Нуль-индикатор с опорным напрял еиием преобразует полосу частот огибающей импульсно-частотно-модулированных колебаний в интервал времени. Через линию связи 14 он соединен с генератором 15 с контуром ударного возбуледення, который вырабатывает электромагнитные колебания высокой частоты, заполняющие интервал времени. Генератор 15 через линию связи 16 соединен с генератором пилообразных колебаннй, сигналы которого сиихронизнруют работу первого, а через линию связи /7 - со счетчиком импульсов 18.

Через линию связи 19 сигнал сннхроиизацнн е генератора пилообразных колебаннй подается на счетчик импульсов 18, а оттуда через линию связи 20 - на индикатор 21, информац 1я с которого может как регнстрироваться записывающнми устройствами, так и наблюдаться визуально.

Предмет изобретения

Способ контроля физико-химических параметров исследуемых сред, например, их агрегатного состояния, основанный на анализе ультразвуковых колебаний, прощедших через среду между излучателем и приемииком, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют нолосу пропускания резонансной характеристики колебательиого контура, образованного нсследуемой средой и однолинейным активным ультразвуковым датчиком,

н но ширине полосы пропускания определяют параметры исследуемой среды.