Ультразвуковой анализатор сред

осударстоенный квинтеСооотв Министров СССРпо делам изобретенийн открытий 23) Приоритет43) Опубликовано 05,09,45) Дата опубликования 7,Бюллетень33писания 15,10.7, Воробьев 2) Авторы изобретения Томский ордена Октябрьской Революции и ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехнический институт имени С. М. Кирова 1) Заявител ТРАЗВУКОВОЙ АНАЛИЗАТОР СР Изобретение относится к измерительнойтехнике и может быть использовано для состава и расхода жидких и газообразных сред,Известны ультразвуковые анализаторысред, содержащие синхронизируемый генератор, излучающий и приемный пьезопреобразователи, усилитель, амплитудный детектор,формирующий каскад и измеритель частоты,работающие по синхрокольцевой схеме 11,Однако точность измерений существенно 1 рограничивается паразитическим временемзадержки сигнала в мембранах и в электронной схеме,Известен ультразвуковой прибор для измерения скорости потока или скорости распределения звука, содержащий синхронизируюший генератор, излучающий и приемныйпьезопреобразователи, усилитель, амплитудный детектор, стробируюшую схему, частотомер и устройство задержки, включенные 20последовательно в синхрокольцевую схему 2Однако включение устройства задержки последовательно в синхрокольцевую схему приводит к неоправданному увеличению информативного времени задержки в периоде ав тоциркуляции синхрокольца и тем самым кувеличению погрешности измерений,Цель изобретения - повышение точностиизмерений. Это достигается тем, что ультразвуковой анализатор сред снабжен гиперболическим преобразователем, подключеннымк выходу измерителя временных интервалов,один вход которого через устройство задержки соединен с выходом синхронизируюшегогенератора, а другой - с выходом формиро.-.вателя.На выходе измерителя временных интервалов в результате такого включения получают сигнал, пропорциональный только времени распространения акустического импульса в исследуемой среде.На фиг, 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы,иллюстрирующие работу анализатора.Анализатор (фиг. 1) состоит из синхронизируюшего генератора 1, излучающегопьезопреобразователя 2, приемного пьезопреобразователя 3, усилителя 4, амплитудного детектора 5, формирующего каскада 6,измерителя 7 временных интервалов, гипер3болического греобразователя 8 и устройства 9 задержки,При включении анализатора генератор 1выоабатывает электрический импульс, поступающий на пьеэопреобразователь 2, которыйпреобразует его в акустический импульс.Акустический импульс, пройдя исследуемуюсреду, воздействует на пьезоноеобразователь 3, преобразуясь в электрический сигнал, который, пройдя через усилитель 4, 10амплитудный детектор 5 и формирующийкаскад 6, вновь поступает на генератор 1,вызывая излучение следующего импульса.На фиг, 2 а показана временная диаграмма циокуляции импульсов в синхрокольцевой 15схеме. В момент времени т. пунктиром показан акустический импульс, достигший мембраны преобразователя 3, Электрическийимпульс на выходе пьезопреобразователя 3( 1 ) сдвинут относительно него на время ф2задержки в мембране. Импульс генератора1 ( 1 ) сдвинут по отношению к временина величину задержки в электрическойсхеме, определяемой в основном задержкойвключения генератора 1, которое может достигнуть единиц микросекунд в тиристорныхгенераторах. Поэтому, пренебрегая задержками в блоках 4-6, для упрощения графической иллюстрации входной импульс генератора1 показан совпадающим во времени с моментом 1 . В момент времени 1 в анализируемой среде после прохождения мембраны возникает акустический импульс, Время распространения акустического импульсав соеде равно интервалу 1 -, , где354 6+(Т= 1 е- период рециркуляциибсинхрокольцевой схемы).Таким образом, период рециркуляции импульса содержит помимо времени распро 40странения акустического импульса в исследуемой среде еще и неинформативное времязадержки сигнала в электрической схеме ивремя задеожки в мембранах, Последнее составляет особенно заметную величину при45контроле химически агрессивных средПоэтому сигнал со входа генератора 1 напервый вход измерителя 7 поступает непосредственно, а с выхода генератора 1 навторой вход измерителя 7 - через устрой 50ство 9 задержки. В качестве входного фор 4мирователя измерителя 7 временных интервалов может быть использован триггер сраздельным запуском. Диаграмма выходного напряжения такого триггера приведенана фиг. 2 б. В момент времени 1 триггер устанавливается в первое устойчивоесостояние входным импульсом генератора 1,Во второе устойчивое положение триггерперебрасывается в момент времени 1сдвинутый относительно 1 . на время за 2держки включения генератора 1 ( 1 - 1 )и время задержки, вносимое устройством 9(- 1 ). Время задержки, создаваемоеустройством 9, выбирается равным суммарному времени задержки в мембранах пьезопреобразователей 2 и 3. В результате длительность импульса на выходе триггера( 1 - 1 ) оказывается равной временирасйространения сигнала в исследуемой среде ( 1 ь - 1,1 ). Сигнал с выхода измерителя 7 поступает на вход преобразователя8, Этим обеспечивается получение выходного сигнала, прямо пропорционального скорости звука,Формула изобретенияУльтразвуковой анализатор сред, содержащий кольцевую схему состоящую из синхронизируюшего генератора, излучающего иприемного преобразователей, усилителя, амплитудного детектора и формирующего каскада, а также устройство задержки и. измеритель временных интервалов, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью повышенияточности измерений, он снабжен гиперболическим преобразователем, подключеннымк выходу измерителя временных интервалов,один вход которого через устройство задержки соединен с выходом синхронизируюшего генератора,а другой - с выходом формирователя,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Бражников Н, И. "Ультразвуковые методы", МЭнергия, 1965, стр. 126.2. Патент США Мо 3710621,кл.73-194 А,1 972.