Способ контроля концентрации растворов

(11ИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРСКО ЕТЕПЬСТ ов и Н.С,Шав 8.8)видетельство01 М 29/02,РОЛЯ КОНЦЕН СССР973,РАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(54) СПОСОБ КОНТ ТРАСТВОРОВ(57) Изобретение относится к ультразвуковой технике контроля концентрации и состава жидкостей, напримеррастворов солей, кислот, щелочей,и может быть использовано в гидрометаллургической, обогатительной идругих отраслях промышленности. Цельизобретения - уменьшение погрешностейза счет учета изменения толщиныстенки резервуара. Для проведенияконтроля возбуждают электрическийимпульс, который воздействует наизлучательАкустическая волна проходит по звукопроводу излучателя ивводится в стенку резервуара с контролируемым раствором, возбуждая вней волну Лэмба. При постоянной толщине стенки резервуара затуханиеволны Лэмба зависит от концентрации раствора. Измеряют сигнал П,приемника при начальной толщине стенки Й, и концентрации 1 , принимаяего в качество опорного сигнала.Изменение толщины стенки резервуаравлияет на изменение концентрациираствора. Для корректировки влиянияизменения толщины стенки резервуарана точность контроля концентрации ираствора возбуждают другую импульсную волну по нормали к поверхностистенки резервуара и измеряют изменение интервала времени между первыми вторым принятыми эхо-импульсамипо отношению к его начальному значению, соответствующему начальнойтолщине стенки резервуара Й . Формируют сигнал Е, учитывающий зто изменение интервала времени. Суммируют полученные сигналы Е, и Е,Суммарный сигнал Е является функцией контролируемого параметра -концентрации раствора, вида раствора и параметров акустическоготракта, Но величине суммарного сигнала Е судят о концентрации контролируемого раствора. 2 нл.123 Изобретение относится к ультразвуковой технике контроля концентрации и состава жидкостей, например растворов солей, кислот, щелочей, и может быть использовано в гидро- металлургической, обогатительной и других отраслях промышленности.Целью изобретения является уменьшение погрешностей путем учета изменения толщины стенки резервуара. На фиг, 1 приведена схема реализации описываемого способа; нафиг, 2 - импульсные диаграммы работы.На фиг. 1 показаны электрическийимпульс 1, излучатель 2, звукопровод3, стенка 4 резервуара с контролируемым раствором 5, импульсная ультразвуковая 6 волна, волна 7 Лэмба,эвукопровод 8, приемник 9, продольная импульсная волна 1 О, принятыйсигнал 11, излучающе-приемный преобразователь 12, электрический импульс13, звукопровод 4, дополнительнаяимпульсная волна 15, отраженная волна. 16, импульсная волна 17, эхо-им-.пульсы 18,19,Реализация способа заключаетсяв следующем.Электрический импульс 1 (фиг.2,а)воздействует на излучатель 2, установленный на звукопроводе 3 акустически связанном со стенкой 4 резервуара, где находится контролируемый раствор 5. Импульсная ультразвуковая волна 6 этого излучателя вводится через звукопровод 3 наклоннов стенку 4 резервуара и возбуждает вней волну 7 Лэмба,Эта волна, проходя внутри стенкивдоль ее поверхности, затухает, Затухание при постоянной толщине стенки зависит от концентрации раствора 5. После прохождения по стенке 4 волна 7, достигнув второго наклонногозвукопровода 8, на котором установлен приемник 9, трансформируется взвукопроводе 8 в продольную импульсную волну 1 О, которая поступает вприемник 9,Электрический сигнал 11 (фиг.2,б)приемника 9 экспоненциально зависитот изменения концентрациипри.постоянной начальнОй толщинестенки 4 резервуара.При изменении толщиныстенки впроцессе эксплуатации относительно 7965 2начальной толщины й принятый сигнал11 также изменяется.Электрический сигнал 11 приемника 9 используется для выработки аналогового сигнала, амплитуда Е которого пропорциональна амплитуде сигнала 11 приемника,Этот аналоговый сигнал логарифмиьчески сравнивают с опорным аналогоО вым сигналом, Амплитуду Е, опорногосигнала (после ранее проведенногоизмерения амплитуды Ц, сигнала приемника при начальных значениях тол"щины , стенки и концентрации 1,5 раствора) устанавливают пропорцио"нальной амплитуде П сигнала приемника 9,В резульгате логарифмического срав=нения вырабатывается аналоговый сиг 20 нал с амплитудой Е, (фиг,2,в), пропорциональной логарифму сравниваемых величин П, /У. Сформированный аналоговый сигнал зависит и от измеряемой величины, и от уменьшения тол 25 щины лй стенки резервуара.Исключение зависимости контроляконцентрацииот уменьшения толшины стенкипроизводится следующимобразом.Дополнительный излучающе-приемный ультразвуковой преобразователь12 возбуждают коротким электрическим импульсом 13 (фиг.2,г) которыйфизлучает дополнительную импульснуюволну 15 по нормали к поверхности35стенки 4 резервуара.Эта дополнительная импульснаяволна 15 в звукопроводе 14 частичноотражается от стенки 4 в виде волны 16 и частично проникает в нее,Отраженная от внешней поверхности стенки ультразвуковая импульснаяволна 16 достигает лреобразователя12, который вырабатывает из нее первый электрический эхо-сигнал 18(фиг.2,г).Частично вошедшая по нормали встенку 4 импульсная волна 17 достигает внутренней поверхности стенкии, отразившись от этой поверхности,распространяется через стенку в50звукопровод 14 обратно к преобразователю 2, который формирует второйэлектрический эхо-сигнал 19 (фиг.2,г),К последующим операциям способа" относится измерение интерваламеждупринятыми эхо-импульсами 18 и 19(фиг,2,г) и его абсолютного измененияотносительно первоначальногоСоставитель Б.БычковРедактор Н,Швыдкая Техред М.Ходанич Фма 2Корректор М.Самборская аказ 3282(44 ВНИИПИ п 133035, Тираж 778Государственного к делам изобретений осква, Ж, Раушс Подпимитета СССРоткрытийая наб., д,4 о/5 Производственно-полиграфическое. предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,3 12379значения , , которое предварительноопределяют при начальном значении Й,толщины стенки 4, и формированиеанапогового электрического сигналапо амплитуде Е,(фиг2,д), пропорционального уменьшению йс временногоинтервала с относительно его начального значения (при толщине Д,).0 контролируемой концентрациираствораили о ее изменении 4 от Оносительно ее начального значения осудят по сумме Е двух электрическиханалоговых сигналов Е, и Е,. Величина Е суммарного аналогового сигназла является функцией контролируемогопараметра дц и не зависит от уменьшения толщины стенки ао,Е = КГьс,где К - безразмерный коэффициент пропорциональности;Е - коэффициент пропорциональ"ности, зависящий от видараствора и параметров акустического тракта.25По величине суммарного сигнала Ед судят о концентрации контролируемого раствора.Применение данного способа контроля концентрации растворов позволяет30 повысить точность измерения за счет обеспечения корректировки показаний на величину влияния изменения толщи-б 5 4ны стенки резервуара, имеющего место при ведении технологического процес-. са. Формула изобретения Способ контроля концентрации растворов, заключающийся в том, что в стенке резервуара посредством наклонно вводимой продольной импульсной волны возбуждают волну Лэмба, распространяющуюся вдоль поверхности стенки, и измеряют амплитуду продольной волны, преобразованной из принятой волны, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения погрешностей, вызванных амплитудным изменением волны Лэмба при коррозионном износе стенки, в зоне распространения волны Лэмба вводят дополнительную импульсную волну в стенку резервуара по нормали к ней и принимают отраженные импульсы этой волны от внешней и внутренней поверхностей стенки,;измеряют временной интервал между принятыми импульсами и его изменение относительно первоначального значения интервала, которое предварительно определяют при начальной толщине стенки, а о концентрации раствора судят по амплитуде продольной волны с учетом изменения временного интервала.