Ультразвуковое устройство для контроля параметров жидкости Советский патент 1982 года по МПК G01N29/02 

(5) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ . ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОСТИ Изобретение относится к технической акустике и может быть использова но для исследования физико-химических свойств жидкости в химической и других отраслях промышленности. Известно устройство для контроля параметров жидкости, содержащее синхронизатор, автоклав с преобразователем, приемники. С: пектор и временной анализатор и. Недостатком известного устройства является невозможность измерения плотности. Наиболее близкое к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату ультразвуковое устро ство для контроля параметров жидкос ти содержит генератор колебаний, автоклав с преобразователем и поршнем-отражателем, последовательно соединенные детектор, вход которого соединен с преобразователем, усилитель, формирователь импульсов и сме чик, а также осциллограф /.. Недостатком известного устройства является невозможность измерения плотности и низкая производительность, так как необходимо отдельно измерять время падения поршня. , Цель изобретения - повышение производительности контроля и обеспечение определения плотнос ти. Поставленная цель дocтигaetcя тем, что устройство снабжено первым блоком согласования, включенным между генератором колебаний и преобразователем, вторым блоком согласования, включенным между преобразователем и детектором, последовательно соединенными схемой запрета, вход которой соединен с выходом формирователя импульсов, ключом, обмоткой управления и герконом, первый контакт которого предназначен для подключения к соленоиду, последовательно соединенными блоком регулировки стабилизации напряжения, и измерительным прибором, выход которого подключен 9 к второму контакту, схемой установки О, выход которой соединен с входом ключа, схемой запрета индикации, включенной между формирователем импульсов и измерительным прибором и соединенный с схемой установки О, первым частотомером, вход которого соединен с выходом генератора колебаний, и вторым часто томером, включенным между формирователем импульсов и генератором колебаний. На .чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 Колебаний, автоклав 2 с преобразователем 3 и поршнем-отражателем , лоЬ ледовательно соединенные детектор 5, вход которого соединен с преобразователем 3, усилитель 6, формирователь 7 импульсов и счетчик 8, осциллограф 9, первый блок 10 согласования, включенный между генератором 1 колебаний и преобразователем 3, второй блок 11 согласования, включен ный между преобразователем 3 и детек тором 5, последовательно соединенные схему 12 запрета, вход которой соеди нен с выходом формирователя 7 импуль сов, ключ 13, обмотку I управления и геркон 15, контакт которого подклю чен для подключения к соленоиду 16, измерительный прибор 17, соединенный с вторым контактом геркона, и блок 18 регулировки стабилизации напряжения, выход которого подключен к измерительному прибору 17. Кроме того, устройство включает схему 19 установки О, выход которо через источник 20 напряжения соеди,нен с входом ключа 13, и схему 21 запрета индикации, включенную между формирователем 7 импульсов и измерительным прибором 17 и соединенную с схемой 19 установки О. К выходу генератора 1 колебаний подключен частотомер 22. Между форми|3рвателем 7 импульсов и генератором 1 включен частотомер 23, а между усилителем 6 и осциллографом 9 - буферный каскад 24. Устройство работает следующим образом., . Непрерывные высокочастотные колебания с выхода генератора 1 колебаний Высокой частоты через блок 10 согласования поступают на преобразо ватель 3 автоклава 2, который преоб 4 разует электрические колебания в акустические волны соответствующей частоты в жидкости. Между преобразователем 3 и торцом поршня-отражателя t, находящегося Ё крайнем верхнем положении, устанавливается стоячая волна. Перемещение поршня 4 в крайнее верхнее положение производится электромагнитной силой, действующей на поршень со стороны соленоида 16, при подаче на его обмотку постоянного напряжения с выхода блока 18 регулировки стабилизации напряжения через геркон 15. При уменьшении тока положение равновесия нарушается , и поршеньотражатель .начинает двигаться вниз. С этого момента преобразователь 3 начинает реагировать на изменение фазы стоячей волны в соответствии с перемещением поршня-отражателя 4, амплитудно модулируя непрерывные высокочастотные колебания генератора 1. .Промодулированные таким образом колебания через блок 11 согла сования поступают ,на амплитудный детектор 5, который выделяет огибающую. Полученный низкочастотный сигнал усиливается усилителем 6 низкой частоты. Далее сигнал через буферный каскад 2k идет на светолучевой осциллограф 9, где записывается на фотобумагу в течение всего процесса падения поршня-отражателя , По полученной осциллограмме выполняется расчет коэффициента поглощения ультразвук. С второго выхода усилителя 6 низкой частоты низкочастотный сигнал передается на формирователь 7 импульсов, с одного из выходов которого прямоугольные сигналы поступают на счетчик 8 импульсов с цифровой индикацией. По числу импульсов, соответствующих максимумам акустической стоячей волны на известной длине хода поршня-отражателя , рассчитывается скорость ультразвуковой волны в исследуемой жидкости. По отношений высокой частоты генератора 1 к частоте следования прямоугольных импульсов с формирователя 7 импульсов, индикация которого осуществляется на цифровом табло частотомера 23, рассчитывается вязкость исследуемой жидкости. С третьего выхода формирователя 7 импульсов импульсы поступают на вход

схемы 12 запрета и вход схемы 21 зарета индикации. Первым импульсом, соответствующим началу движения поршня-отражателя t, запускается схема 12 запретна, включающая ключ 13, через который от источника 20 напряжения начинает течь ток по обмотке 14 управления геркона 15. Последний разрывает цепь питания соленоида 16, ток прекращается, и на поршень-отражатель k перестает действовать электромагнитная сила. Происходит свободное падение поршня. Тем же импульсом запускается схема 21 запрета индикации, которая вырабатывает запрещающий потенциал, подаваемый на ключи индикации измерительного прибора 17 с целью стабилизации цифровой индикации значения тока, соответствующего моменту нарушения равновесия поршня-отражателя Л. По полученным таким образом значениям тока осун}%ствляется расчет плотности исследуемой жидкости.

Схема 19 установки О служит дл возврата ключа 13 и схемы 21 в исходное состояние.

Предлагаемое устройство позволяет повысить производительность контроля параметров жидкости - скоростти| коэффициента поглощения ультразвука, вязкости и плотности за время одного хода пс зшня-отражателя из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение .

Формула изобретения

Ультразвуковое устройство для контроля параметров жидкости, содержащее генератор колебаний, автоклав с преобразователем и поршнем-отражателем, последовательно соединенные детектор, вход которого соединен с преобразователем, усилитель, формирователь импульсов и счетчик, а

также осциллограф, отличающееся тем,что, с целью повышения производительности контроля и , обеспечения определения плотности, оно снабжено первым блоком согласования, включенным между генератором колебаний и преобразователем, вторым блоком согласования, включенным между преобразователем и детектором, последовательно соединенными схемой

5 запрета, вход которой соединен с выходом формирователя импульсов, ключом, обмоткой управления и герконом, первый контакт которого предназначен для подключения к соленой- ;

0 ду, последовательно соединенными блоком регулировки стабилизации напряжения и измерительным прибором, выход которого подключен к второму контакту геркона, схемой установки

5 О, выход которой соединен с входом ключа, схемой запрета индикации,, включенной между формирователем импульсов и измерительным прибором и соединенной с схемой установки О,

0 первым частотомером, вход которого соединен с выходом генератора колебаний, и вторым частотомером, включенным между формирователем импульсов и генератором колебаний. Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 168556, кл. G 01 N 23/02, 19б5,

2.Белинский Б.А. и др. Методика 0 измерения сдвиговой вязксзсти и скорости ультразвука в жидкостях по счету импульсов, Сб, Ультразвуковая техника, вып. № k, НИИМАШ, 19б5 I(прототип).