Способ ультразвукового контроля физических параметров жидкости

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.2 с присоединением заявки Ио -6 01 Ь 11/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(23) Г)риоритет Опубликовано 250280, Бюллетень Но 7 Дата опубликования описания 25.0230(54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОСТИ Изобретение относится к средствам автоматического контроля параметров .жидких сред в технологических процессах и может найти применение в авиационной, металлургической, химической и других отраслях промышленностиИзвестен ультразвуковой способ контроля давления жидкости, заключающийся в том, что в контролируемой: жидкости периодически возбуждают ультразвуковые колебания, принимают их и преобразуют в сигнальные импульсы,временной сдвиг которых относительно импульсов возбуждения зависит от .15 скорости распространения колебаний и, соответственно, от давления вжидкости 1).однако в случае применения этого спосбба измеряют давление не в са мой контролируемой жидкости, а в промежуточной акустически проводящей среде, в которую посредствомсильфона передается давление от контролируемой жидкости, При этом дляуменьшения температурных погрешностей сильфон с промежуточной жидкостью расположен внутри замкнутоготермостатированного цилиндра, заполненного водой, и температура термо стата регулируется с помощью специального регулятора так, чтобыизмерение происходило в областитемператур, где влияние температурына скорость звука минимально, Недостатком этого способа является невозможность контроля давления жидкости в трубопроводах без нарушенияих конструкции, что исключает воэможность его применения для экспрессконтроля параметровжидкости гидравлических систем,Наиболее близким к предложенномупо технической сущности являетсяспособ ультразвукового контроля физических параметров жидкости, например давления в трубопроводах, заключающийся в формировании рабочихимпульсов, а также импульсов, пропущенных через линию задержки, приемеультразвуковых импульсов после .прохождения через жидкость, формировании информативных электрических прямоугольных импульсов постоянной амплитуды, по длительности равных интервалу между передними фронтамипринятого и задержанного импульсов,измерении температуры и осуществлении температурной коррекции, Согласно этому способу для уменьшения тем/717580 50 с а р-ь(-,- ПЕратурНОГО дрЕйфа ИЭ 1 МЕрЕНИй ПРОИЗ водят дополнительный временной сдвиг."=задденрвжаьйунвкого импульса, пропорциональный температуре среды (2),Недостатком этого способа"являет" Ояе"сраванйтеальннб узкий рабочий диапазон" температур.Цель изобретения "-" пбвышение точ"ЙОСтдн В ЙИрОКОМу дИаПаОНЕ тЕМйЕратеур- и давлений.Это достигается тем, что в предложенном способе информативные элеЮт- рическуме прямоугОльнньЫенийпульнсеыа модулируют по амплитуде пропорциональ"-"но"очношений их длительности к времеНьн"ЗадЕрежьКИ- ОтНОСИктЕЛЬйО ОПОРНЫХ .импульсов и интегрируют, а температурную коррекций бсуществляют сумми роваййемь полученйбго "нап 3 йенйяш "с"напряжеиием, "Прбпорциональным текущему значению температуры,На чертеже изображены диаграммы,поясняющие предложенный способ.СПОСОб ОСущЕСтВ 1 ЛуяЮт СЛ 1 ЕдуЮЩИМьш"образом.. В трубопровод С контролируемойжидкостью с периодом Т излучаютультразвуковые импульсы (а). Одновременно"с" задержкой относйтельномомента излучения, равной 7 З, формируют опорные импульсы (б)Импульсы(в); прошедшйе"через стенки трубопровода и контролируемую жидкость,принимаются через промежуток времени равный с, зависящий от давления(Р) и температуры кбнтролируемойсреды. При этомравноднад. 6: " - 1: 1 1,ГДЕ 1 - ВРЕМЯ ПРОХОждейИЯимПулЬсовпри давлении, равном нулюи температуре, равной ее максимальному значению егкакЬ - относительный температурныйкоэффициент скорссти ультразвука;а - относительный коэффициентприращения скороСтй ультразвукаот давления,С помощью принятыхи ойорныхимпульсов формируют информативныевидеоимпульсы (г) длительностьюО(4."эТИз, вийеоймпульсов формируют ийтегриро - ванием управляющий сигнал (д), Егоамплитуда Е определяется ввэраьже- нием д"ф- ; где - амплитуда видео:импульса: Т - период их следования.Модулированные видеоимпульсы с амплитудой У подвергаются вторичнОМуинтегрированию с преобразованием внапряжение (ж) постоянного тока ЕОо атй 5Е =- , = - " (1 + - )с (3),тОдновременно формируют дополнительный сигнал (з) с амплитудой Ейропорцйойальный температуре контролируемой среды0 Е т (-с,а ), (4) фВторично интегрированный сигналЕ и дОполнительный сигнал Е суммируют, прйчем знак суммированйя устанавливают обратным знаку разности 15 мзжду временем распространения ульт- развуковых колебаний с и временемраспространения задержки. В рассматриваемом случае, когда сфзнак суммирования положителен, Сум "марный сигнал (и) имеет амплитудуЕ=Е +Е, илиК вев (дв ю(н"-в:.)е-ь 11 еС учетом выражения (1) амплитуда 25 суммарного сигнала будет определять.ся следующим выражениемО Ь е ( (ОО Йна ) 3в 1 (1+сзР-Ь(ь- ьтдк Ц 30 Полагая в качестве отсчетногопараметра величину М, пропорциональную амплитуде Е суммарного сигнала,равной , получимЕТао,т,35 1 ГОР-Ь(Ь-ук,кк)34 Р о (1+аР-о(- о )"фКак вйдно из полученных данных,благодаря модулированию информативных импульсов по амплитуде пропор 40 ционально отношению-их длительностик времени задержки относительноопорных импульсов, температурныйдрейф регистрируемого параметрав предложенном способе существеннониже, чем в способе-прототипе,Действительно, согласно формуле (7)для предложеннОгО способа дрейфбй .н(р) равен Для сйоесоба-прототипа температурный дрейф составляетПОсредством управляющего сигнала производят последующее регулирование аййлитуды О видеоимпульсов (е) с отьйоесительнЫм ее приращением, равным отношению их длительности ь-с к времени задержки г. ; которую выбирают б - равной максимальному времени распространения ультразвука 1-,., соответствующему Р = 0 и с. = 1 При этомПСАь-ьф(-ф ье 1 " Ь( - 1 еуа К ЯСравнение показывает, что для предложенного способа погрешность - ,- обусловлейная рассмотренным влиянием температуры, составляет вь(-.,)717580 6 формула изобретения Составитель А.Макаров дактор А,Шмелькин Техред И.Ковалева Корректор Я.Веселовская826/ 7 Тираж 1019 ЦНИИПИ Государственног по делам изобретени 303 5, Москва, Ж, Раа писноеР4/5 комитета С и открытийская наб.,илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектн среды в гидравлических системах;,-имеющей величину 3 =3,5 10 , погрешность уменьшается в 13 раэ. Крометого, способ позволяет также уменьшить нелинейность.при измерениидавления в широком диапазоне при постоянном значении температуры Контролируемой среды. Способ ультразвукового контроля Физических параметров жидкости, например давления в трубопроводах, заключающийся в Формировании рабочих импульсов, а также импульсоЭ-, пропущенных через линию задержки, приеме ультразвуковых импульсов после прохождения через жидкость, формировании информативных электрических прямоугольных импульсов постоянной амплитуды по длительности равных интервалам между переднийЫ Фронтами принятого и задержанногоимпульсов, измерении, температурыи осуществлении температурной кор-рекции, о т л:и ча ю щ и й с ятем, что,. с целью повышения точностив широком диапазоне температур идавлений информативные электрические прямоугольные импульсы модулируют по амплитуде пропорциональноотношению их длительности к временизадержки относительно опорных импульсов и интегрируют, а температурнуюкоррекцию осуществляют суммированием полученного напряжения с напряжением, пропорциональным текущему 15значению температуры. Источники информации. принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 93504546,кл.73-388,опублик. 1970,20 2, Авторское свидетельство СССР Р 456996, кл. О 01 Ь 7/02, 1974.