Ультразвуковой концентратомер

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9/02, С 01 В 51) 4 С СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР Т Т(56) Авторское свидетельство СССРУ 205356, кл. С 01 И 29/00, 1967.(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля технологическихпараметров процессов в металлургической, химической, биологической и др.отраслях пром-ти. Цель изобретенияповышение точности измерения концентраций сред за счет устранения влияниянестабильностей акустического контакта,возбуждающего напряжения и звукопоглощаищих свойств среды. ПьезоэлеменЯО 40835 ты 7 и 8 излучателя 1 излучают в преломлявщув призму 5 две волны, которые после трансформации в сдвиговые на границе со стенкой емкости, содержащей исследуемую жидкость, распростра нявтся в стенке емкости под разнымн углами. Поспе прохождения Фиксированного пути по стенке сдвиговые волны, преломившись в призме 5 приемника, поступают на пьезоэлементы 7 и 8 приемника, где преобразуются в электрические сигналы. Эти сигналы поступают затем соответственно через усилители 1 О и 14 и пиковые детекторы 11 и 15 на входы делительного блока 12.с Выходной сигнал делительного блока ф 12, равный отношению амплитуд поступаищих на его входы сигналов, пропорционален изменению концентрации контролируемой жидкости 4 относительно ее номинального значения. 1 ил. аИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля технологическихпараметров процессов в металлургической, химической, биологической идругих отраслях,Цельизобретения - повышение точности измерения концентраций сред эасчет устранения влияния нестабильности акустического контакта.На чертеже изображена Ьункциональная схема ультразвукового концентратомера,Ультразвуковой концентратомерсодержит излучатель 1 и приемник 2ультразвука, устанавливаемые на внешней поверхности емкости 3 с исследуемой жидкостью 4, каждый иэ которыхсостоит иэ.преломлявщей приэмь 5 с 20контактной поверхностьв 6 и установленных на прилегающих одна к другойгранях преломлявщей призмы 5 основного 7 и дополнительного 8 пьезоэлементов, генератор 9, выход которого подключен к входу излучателя 1,подключенные к выходу основного пьезоэлемента 7 приемника 2 последова, тельно соединенные первый усилитель10, первый пиковый детектор 11 30делительный блок 12 и регистратор 13,,и подключенные к выходу дополнитель ного пьезоэлемента 8 приемника 2 оследовательно соединенные второй усилитель 14 и второй пиковый детекторЭ15 выход последнего соединен с вторым входом делительного блока 12; Преломпявщие призмы 5 по боковым поверхностям покрыты акустически поглощающим слоем 16. 40ультразвуковой концентратомерработает следующим образом.Под воздействием электрическогонапряжения; поступающего с генератора 9, пьезоэлементы 7 н 8 излучаютв призму 5 излучателя 1 две ультразвуковые волны, которые, преломляясьна границе со стенкой, трансформируются в сдвиговые волны, распространяющиеся по направлении к внутреннейповерхности 17 стенки под углами 01(для волны от пьезоэлемента 7) и В(для волны от пьезоэлемента 8).Преломленные волны распространяются по стенке в результате многократного отражения между поверхностямистенки 3 резервуара в виде двух сдвиговых волн 18 и 19 с амплитудным ослаблением, зависящим от количества отражений и концентрации контролируемой жидкости 4. При этом более интенсивно концентрация жидкости 4 влияетна основнув волну 18, распространяющуюся под углом 9, большим чем уголВ распространения дополнительнойволны 19, и соответственно имеющуюбольнее количество отражений.Для исключения появления мешавщихпродольных волн углы наклона пьезоэлементов 7 и 8 устанавливают так,чтобы углы наклона В, и 0 преломленных волн 18 и 19 не превыйали значения арккосинуса отношения скоростиС сдвигоной волны и скорости Спродольной волны в стенке резервуара.После прохождения йиксированногопути по стенке сдвиговые волны 18и 19, преломляясь в призме 5 приемника 2, поступают на основной 7 идополнительный 8 пьезоэлементы приемника, где преобразуются в основнойи дополнительный электрические сигналы. Эти сигналы поступают затем соответственно через усилители 1 О и 14 и фпиковые детекторы 11 и 15 на входыделительного блока 12,Выходной сигнал делительного блока 12, равный отношению амплитуд пос .тупавщих на его входы сигналов основного 11.и дополнительного 15 пиковыхдетекторов, пропорционален изменениюплотности контролируемой жидкости 4относительно ее номинального значения.Благодаря тому, что две волны име вт одннаковув зависимость от нестабильности ввода и приема колебаний и равнув зависимость от концентрацииэ жидкости 4, выходной сигнал делитель- ного блока 12 зависит только от кон центрации жидкости,Использование двух сдвиговых волн (основной 18 и дополнительной 19), одна из которыхявляется информативной, а другая опорной, исключает влияние нестабильности возбуждающего напряжения генератора 9 и изменений звукопбглощавщих свойств контролируемой жидкости,4,Ф о р м у л а изобретенияультразвуковой концентратомер,содержащий излучатель и приемникультразвука,. устанавливаемые на внешней поверхности емкости с исследуе1408355 Составитель Д.ШирочинРедактор И.Горная Техред М.Дидык Корректор А.Обручар Зака 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5-Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мой жидкостью, каждый из которых сос .тоит иэ преломляющей призмы с контактной поверхностью и прикрепленного кграни преломляющей призмы пьеэоэлемен-.5та, генератор, выход которого подключен к входу излучателя ультразвука,последовательно соединенные первыйусилитель, вход которого соединен с .выходом приемника ультразвука, первый 10пиковый детектор и регистратор,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерений, он снабжен двумя дополнительными пьезоэлементами, установленнымисоответственно в излучателе и при емнике ультразвука на гранях преломляющих призм, прилегающих к граням,:на которых установлены основные пье-,зоэлементы, н последовательно соединенными вторым усилителем, вход которого подключен к выходу дополнительного пьезоэлемента приемникаультразвука, вторым пиковым детектором и делительным блоком, второй входкоторого соединен с выходом основногопикового детектора, выход делительного блока соединен с регистратором, авход дополнительного пьезоэлементаизлуЧателя ультразвука подключен квыходу генератора.