Устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости Советский патент 1977 года по МПК G01N29/02 

Изябретение относится к контрольно-иэмеритепьной технике и может быть использовано для контроля малых концентраций свободного газа в жидкости.

Известны устройства для определения

малых концентраций свободного газа в жидркости, содержащие два погруженных в жидкость преобразователя, один из которых подключен к генератору низкочастотных колебаний а другой - к селективному усилителю

г 11 и измерителю временных интервалов .xj.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее погруженные в жидкость гидрофон и излучатель, Два генератора низкочастотных колебатшй, два селективных усилителя и генератор синхроимпульсов, соединенный с измерителем временных интервалов и генератором низкочастотных колебаний 2.

Однако оно не обеспечивает достаточной помехозашшценности и точности измерения, так как время запаздывания низкочастотного сигнала относительно высокочастотного определяется по переднему фронту первого периода акустических колебаний, возбуждаемых в преобразователях генераторами низкочастотных и высокочастотных колебаний.

Цепью изобретения является повышение точности и помехозащищенности процесса измерений.

Для этого устройство снабжено двумя счетчиками и погруженным в жидкость дополнительным излучателем, подключенным к выходу генератора высокой частоты, вход котс рого соединен с выходом первого счетчика, один из входов которого соединен непосредQjBeHHO, а другой через формирователь прямоугольных импульсов и подключенный к излучателю генератора низкочастотных импульсов с генератором синхроиктульсов, связанным с одним входом измерителя временных интервалов, другими своими входами подключенного к гидрофону через параллельно соединенные селективный усилитель и второй селективный усилитель и второй счетчик, своим входом подключенный к генератору синхроиктульсов. Излучатели акустических колебаний могут быть установлены на одинаковом расстоянии от гидрофона.

На фиг. 1 приведена блок-схема устрой ства; на фиг. 2 - осциллограммь напряжений, поясняющие принцип работы устройства,

Устройство состоит из погруженных в жидкость 1 гидрофона 2 и двух излучателей 3 и 4. Излучатель 3 соединен с генератором высокочастотных колебаний 5, а Т5злу- чатель 4 - с генератором низкочастотных колебаний б, выход которого через формирователь прямоугольных и fflyльcoв 7 и счет чик 8 подключен к генератору высокочастотных колебаний 5, Один из входов измерителя временных интервалов 9 через селективный усилитель 10 соединен с гидрофоном, другой вход через счетчик 11 и селек- 15

тивный усилитель 12 также соединен с гидрофоном. Генератор синхроимпульсов 13 соединен с генератором низкочастотных колеба НИИ и счетчиками 8 и 11 и предназначен для синхронизации их работы во времени. В соответствии с выбранным режимом работы (ручным или автоматическим) генератор синхроимпульсов 13 выдает одиночные видеоимпульсы или их последовательность, частота пос&лок которых определяется безо- 25

вым расстоянием между излучателями и гидрофоном и требуемой дискретностью отсчета. Под воздействием этих импульсов генератор низкочастотных колебаний 6 вырабатывает радиоимпульс, который подводится в преобразователю 4, а через формирователь прямоугольных импульсов 7 к счетчику. 8, который подсчитывает число положитель. ных полупериодов низкочастотных колебаНИИ и выполняет ропь фиксированной задерж ки посылки высокочастотного радиоимпульса относительно низкочастотного.

Емкость счетчика выбирается таким об« разом, чтобы в момент прихода заданного пдложительного полупериода низкочастотных колебаний (этот полупериод выбирается из условия, чтобы на выходе селективного усилителя 12 обеспечивалась необходимая амплитуда этого.полупериода, а также требуемое отношение сигнал/шум) на выходе счетчика 8 вырабатывается перепад напряжений, которым запускается генератор высокочастотных колебаний 5. Таким образом, генерирование высокочастотного радиоимпульса осушествляется всегда одновременно с началом поло-50 жительного полупериода низкочастотных колебаний только со сдвигом на цепевое чиспо их периодов. Такая задержка посылки высокочастотного сигнала позволяет измерять время запаздывания низкочастотного сигнала относительно высокочастотного не по первому, а по последующим периодам низко- частотных колебаний, амплитуда которых в раз выше амппитуды первого периода, что позволяет в значительной мере

устранить систематическую ошибку измерений, обусловленную недостаточной крутизной полезного сигнала, а также aHa4HfenbHO повысить помехозащищенность процесса измерения от воздействия шумов.

Селективные усилители 10 и 12 обеспе-; чивают необходимое усиление, селекцию и формирование принятых низкочастотных и высокочастотных колебаний, после чего высокочастотные колебания (эпюра б) подаются непосредственно на вход цифрового измерителя временных интервалов, а низкочастотные колебания - на вход счетчика 11.

Назначение счетчика 11 такое же как

принятых положительных полупериодов низкочастотного радиоимпульса. Перепад напряжения с выхода счетчика в момент его заполнения подается на второй вход измери- теля временных интервалов 9, измеряющего время запаздывания низкочастотного сигнала относительно высокочастотного.

Перед каждым измерением на шины Сброс счетчиков 10, 12 и измерителя

сбрасывающие показания счетчиков от предыдущего измерения.

По времени запаздывания низкочастотного сигнала относительно высокочастотного д и с помощью тарировочной кривой t {(At) определяется концентрация свободного газа в жидкости .

п

Формула изобретения

Устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, содержащее погруженные в жидкость гидрофон и излучатель, два генератора низкочастотных и высокочастотных колебаний, два селективных усилителя и генератор синхроимпульсов, со&диненный с измерителем временных интерва-лов и генератором низкочастотных колебаний, отличающееся тем, что, с целью повышения точности н помехозащищенности процесса измерения, оно снабжено двумя счетчиками и погруженным в жидкость дополнительным излучателем, подключенным к выходу генератора высокой частоты, вход 55 60 счетчика 8 - подсчет заданного числа временных интервалов 9 подаются импульсы. которого соединен с выходом первого сче1 чика, один из входов которого соединен непосредственно, а другой через формировгьтель прямоугольных импульсов и подключенный к излучателю генератора низкочастогных импульсов с генератором синхроимпульсов, связанным с одним входом измерителя временных интервалов, другими своими входами подключенного к гидрофону через параллельно соединенные селективный усилитель и второй селективный усилитель и второй счетчик, своим входом подключенный к генератору синхроимпульсов. 2. Устройство по п. 1,-о т л и ч а к щееся тем, что изпучатепи, установлены на одинаковом расстоянии от гидрофона. Источники информации, принятые во вн1ьмание при экспертизе: 1,ФИзияеские основы yreti rp&fyBS fKeni s технологии под рещ. Б. Апра«вт 0|,М., Наука, 1970, с. 406-409. 2.Заявка № 21B7-9®-& Jt&, Oil , 1975, ио ROTdipoe &i че авторского свиое еяьст.