Способ контроля физических параметров жидкостей

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУпц 45 б 996 Союз Советских Социалистических Республик(32) Приоритет 1) М. 1 7/О 1 9/1 Государственный комитет Совета Министров СССРпо делам изобретений публиковано 15.01.75. Бюллетеньата опубликования описания 05.03.7 УДК 534,22(088.8 ткрыти) СПОСО НТРОЛЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТР ЖИДКОСТИ Изобретение относится к области акустики и может найти применение в химической, авиационной и других отраслях промышленности для контроля различных параметров сред, например жидкостей.Известные способы контроля физических параметров жидкости путем периодического импульсного возбуждения в среде и приеме акустических колебаний характеризуются недопустимо большими температурными погрешностями, что снижает точность определения контролируемых параметров,Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерений при изменении температуры контролируемой среды.По предложенному способу производят дополнительный временной сдвиг задержанного импульса, пропорциональный изменению температуры среды, путем формирования дополнительного прямоугольного импульса с термозависимой длительностью, дифференцирования сформированного импульса и выделения из него пика, соответствующего заднему фронту этого импульса.На чертеже приведены импульсные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого способа.Электрическими импульсами малой длительности т, (фиг. 1 а), следующими с периодом Т, известным, например электроакустическим, путем возбуждают в контролируемой среде импульсы акустических колебаний. Прошедшие через контролируемую среду акустические импульсы через промежуток времени т 5 с момента возбуждения, определяемый значением контролируемого физического параметра, например, плотности или давления, принимаются и преобразуются в электрические импульсные сигналы (фиг. 1 б).О При этом наряду с основным импульсомпрямого распространения принимаются также многократно отраженные сигналы (фиг. 1 б), отделенные от основного сигнала и друг от друга интервалом 2 т.5 Для исключения их воздействия на процессизмерений формируют из принятого сигнала прямоугольный импульс (фиг. 1 в) с длительностью, превышающей время действия многократных отражений в среде на уровне ампли- О тудной отсечки помех с/о (фиг. 1 б).Сформированный импульс подвергают дифференцированию (фиг. 1 г) с последующим детектированием, в результате которого выде.ляется передний пик (фиг. 1 д) дифференциро ванного импульса, используемый в качествепервого нормированного импульса.В результате такого формирования в каждом цикле излучения образуется лишь один нормированный импульс, отделенный от мо- О мента излучения интервалом т + Л, где Ь -40 45 50 55 запаздывание относительно начала принятогоимпульса при формировании прямоугольногоимпульса (фиг. 1 в),Одновременно с указанными операциямипроизводят задержку возбуждающего импульса на время т, (фиг. 1 е), близкое к значениювремени то однократного распространенияакустического импульса в контролируемойсреде при начальном значении контролируемого параметра и температуры 1 о среды.Разность т, - то устанавливают такой, чтобы она имела знак зависимости скорости ультразвука от изменений контролируемого параметра. Значение этой разности устанавливаютв соответствии с условием равенства или малого превышения так называемой мертвойзоны времяизмерительного устройства, используемого при реализации данного способа.Например, при контроле давления, имеющего положительную температурную зависимость, т, устанавливают превышающей то.Значение превышения в случае использованиятриггерных устройств составляет примерно0,3 - 0,5 мксек.Для повышения точности контроля согласнопредлагаемому способу производят дополнительный временный сдвиг задержанного импульса (фиг. 1 е) на величину К(1 - 10), пропорциональную (фиг, 1 ж) изменению температуры среды относительно начального значения температуры 1, (то - начальное значение сдвига),Это осуществляют путем формирования дополнительного прямоугольного импульса(фиг. 1 ж) известными средствами с термозависимой длительностью, дифференцированияего и выделения второго нормированного импульса путем детектирования пика (фиг. 1 з)дифференцированного импульса, соответствующего заднему фронту прямоугольного импульса.С помощью первого. (фиг, 1 д) и второго(фиг. 1 з) нормированных импульсов формируют видеоимпульс (фиг. 1 и) с длительностьют 3 - т+ Ь+ К(1 - о), равной интервалу между ними.Сформированные видеоимпульсы (фиг. 1 и)преобразуют, например, путем интегрированияв напряжение постоянного тока У, (фиг. 1 к),пропорциональное длительности и обратнопропорциональное периоду их следования Т,по значению которого судят о контролируемомфизическом параметре исследуемой среды.При изменении температуры среды принятый сигнал, формируемый из него удлиненный видеоимпульс, дифференцированные импульсы и сформированные нормированныеимпульсы (фиг. 1 б - д) сдвигаются на вели 5 10 15 20 25 30 35 чину К (1 - 10), пропорциональную изменению температуры, зависящую от температурного коэффициента скорости ультразвука в контролируемой среде, относительно временного положения этих импульсов при начальном значении температуры 1 о11 оскольку при этом одновременно происходит временнои сдвиг на ту же величину заднего фронта видеоимпульса дополнительной задержки (фиг. 1 ж) и вгорого нормированного импульса (фиг. 1 з), то значения выходного импульса (фиг, 1 и) и, соответственно, регистрируемого напряжения (фиг. 1 к), пропорционально контролируемому параметру при изменении температуры, остаются неизменными.В случае, если контролируемая среда имеет противоположную температурную зависимость скорости ультразвука по сравнению с рассмотренным на чертеже примером, тот же эффект достигается путем дополнительного временного термозависимого сдвига незадержанного импульса (фиг, 1 е), а импульса (фиг. 1 д), сформированного из принятого сигнала.Реализация данного способа позволяет существенно повысить точность контроля ряда физических параметров сред, например давления, когда температурное приращение скорости ультразвука почти на порядок превышает приращение на единицу давления.Кроме того, способ позволяет использовать при его реализации известные устройства формирования видеоимпульсов с термозависимой длительностью с различным знаком изменения длительности от температуры, Это расширяет область использования таких устройств и область применения способа на широкий класс контролируемых сред. Предмет изобретения Способ контроля физических параметров жидкости, заключающийся в возбуждении ультразвуковых колебаний в контролируемой среде, приеме прошедших через нее сигналов, временном сдвиге возбуждающего импульса и определении интервала между первым и вторым нормированными импульсами, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности при изменении температуры среды, производят дополнительный временной сдвиг задержанного импульса, пропорциональный изменению температуры среды, путем формирования дополнительного прямоугольного импульса с термозависимой длительностью, дифференцирования сформулированного импульса и выделения из него пика, соответствующего заднему фронту этого импульса.-+ с .- -А к (й-й / вский оставитель Ю. ВесеТехред А. Камыш ректор А. Дзесов ова еифин дактор Подписнов СССР Тираж 902Совета Минисоткрытийнаб., д. 4/5 д.1059арственного комио делам изобретесква, Ж, Рау тет ний шск аз 509/2ЦНИИПИ Гос ипография, пр. Сапунова,