Ультразвуковой измеритель давления в жидких средах

(22) Заявлено 14.07.77 (21) 2509194(18-10 11/00 рнсоединенк заявки Гясуларствяянвй явятет СССР 60 дуяи Зббрятяяя и еткритяй(71) Заявител УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ В ЖИДКИХ СРЕДАХ Изобретение относится к области измеритатьной техники.Известно устройство, принцип работъ, которого основан на возбуждении ультразвуювых волн в юнтролируемой среде и измерении сюрости их распространениямиИзвестно также устройство, наиболее блиэюе по своей технической сущности к изобретению, содержащее последователь. но соединенные генератор импульсов, акус-, тический преобразователь с излучателем и приемником ультразвука, линию задержки и измерительное устройство 121.Известные устройства характеризуются низкой точностью измерений из-за влияния температуры контролируемой срееличениния та скустичесем и приды.Целью изобретения являетсяточности измерений путем уменьвлияния температуры среды,Это обеспечивается тем, чторойство, содержашее последователдиненные генератор импульсов,кий преобразователь с излучател емником ультразвука, линию задержки и измерительное устройство, введены дополнительный акустический преобразователь с излучателем и приемником ультразвука, двухканальный коммутатор и сумматор, при этом вход дополнительного акустического преобразователя соединен с генератором импульсов, а выходы обоих акустических преобразователей соединены с входами комМутатср, выход которого соединен с измерительным устройством, свя занным с сумматором.На чертеже показана блок-схема предлагаемого ультразвукового измерителя давления, Ультразвуковой иэмеритать давления содержит генератор импульсов 1, выход которого соединен со входом линии задержки 2 и с излучателями 3 основного 4 и дополнительного 5 акустических преобразователей, приемники 6 ультразвука, выходы которых соединены соответст венно с входами двухканального коммутатора 7, измерительное устройство 8 и сумматор 9, при этом выходы коммутатоГ 4) ЬМЬ 22 25 3 6843ра 7 и линии задержки 2 соединены соочветственно с входами измерительного устройства 8, выход которого соединен свходом сумматора 9.Принцип работы устройства основан наиспользовании физического свойства, присущего только воде - попожитепьной зависимости скорости распространения упьтразвуковых волн от повышения температуры,1 оПри увеличении (уменьшении) температуры скорость прохождения упьтразвуко-вых волн через дистиппированную водуувеличивается (уменьшается), а через рабочую жидкость уменьшается (увепичивается), При этом величины приращенияинформативных времен прохождения ультразвуковых импульсов через рабочую жидкость аТ, и дистиллированную воду дТ,вызванные изменением температуры, опоредепяются спедуюшимн выражениями: где М 1, Мй - скорость распространенияупьтразвуковых импупьсовсоответственно в рабочейжидкости и дистиппированнойводе при номинальном значении температуры стабипи- з 5зации (мс);- расстояние между изпучате 1 2пями и приемниками соответственно в рабочем и допопнитепьном акустических преаообразоватепях (М) Р- соответственна реальное и1 ф фноминальное значения температуры акустических преобраз оватепей;с 1 Ю - коэФФициент зависимости1 ю Йскорости распространенияультразвуковых импупьсовсоответственно в рабочейжидкости и дистиллирован 50ной воде (мlс град.).Дпя попной компенсации влияния темпвратуры необходимо, чтобы приращениябыли равны по модулю и противоположны55по знаку,Тогда дТ+ьТ 2 = О, (3)Подставив выражения (1) и (2) в вы.ражение (3) и сдепав преобразования,49 4определяем в каком соотношении находятся расстояния между излучателем и приемником в рабочем и дополнительном акустических преобразователях: Устройство работает следующим образом.Генератор импульсов 1 генерирует иьпупьсы, которые поступают на входы изпучатепей 3 рабочего 4 и допопнитепьного 5 акустических преобразователей иодновременно на вход линии задержки 2,вепичина которой равна времени прохождения ультразвукового импульса черездоподнитепьный акустический преобраэоватепь, использующий в качестве рабочейжидкости дистиппированную воду при номинальном значении температуры стабипиэации акустических преобразователей. Приатом давление в дополнительном акустическом преобразователе поддерживаетсяпостоянным,Измерение . давления происходит задва такта,При первом такте на вход иэмеритепьного устройства 8 коммутируется сигналс выхода приемника ультразвука 6 допопнитепьного акустического преобраэоватепя 5. Измерительное устройство 8 измеряет временной интервал между импульсами, поступившими с линии задержки 2и дополнительного акустического преобразоватепя 5, Результат измерения заносится в сумматор 9 со знаком ппюс,если на вход измеритепьного устройствапервымпоступил импульс с выхода допопнитепьного акустического преобразователя5, а затем с линии задержки 3. Еспнимел место обратный порядок поступленияимпульсов, то результат измерения заносится в сумматор 9 со знаком фминусф.При втором такте на вход измеритепьного устройства 8 коммутируется сигналс выхода приемника ультразвука 6 рабо-чего акустического преобраэоватепя 4,Измеритепьное устройство измеряетвременной интервап между импульсами,поступающими с линии задержки 2 и рабочего акустического преобразователя 4,который изменяется в зависимости отдавления в контропируемой среде. Резупьтат измерения заносится в сумматор 9,где суммйруется с результатом предыдущего измерения, В итоге ошибка измере5684349реобразователь с излучателем и приемником ультразвука, двухканальный коммутатор и сумматор, при атом вход дополнительного акустического преобрлзоватеф о р м у л а и э о б р е т е н и я 5 ля соединен с генератором импульсов, авыходы обоих акустических преобразователей соединены с входами коммутатора,выход юторого соединен с измерительнымустройством, свюанным с сумматором.,Источники информации, принятые вовнимание при акспертизе1. Авторсюе свидетельство % 457903,ил. 6, 01,Ь 11/00, 1975.2. Авторсюе свидетельство(прототип) . ния, вызванная изменением температуры,устраняется. Ультразвуковой измеритель давления в жидких средах, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, акустический преобразователь с излучателем и приемником ультразвука, линию эадерж ки и измерительное устройство, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью уве личения точности измерений путем умень щения влияния температуры среды, в него введены дополнительный акустический Составитель А,Зражевскийбер Техред .1 М, Петко Ко горГ. Назарова ираж 1090рственногоретений-35, Ра каз 5272/32 Т ЦНИИПИ Госуд по делам из 113035, Москва, сное юмитета СССоткрытийская наб., д. роектная, 4 иал ППП "Патентф, г. Ужгоро