Акустический регистрирующий преобразователь

с ьрчпатен,"нс ь: н-,е наяОП ИИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоиетскикСоциалистическиеРеспублик(23) 1 веулеретееиеые квинтет СССР в аелеи кзоеретеивк и вткрыти 1(088.8 ) Дата опубликования описания 07.12,79 В, А. Гречишкин, В. А., Ломовской, А. А. Павлов и В. Б. Попов,(54) АКУСТИЧЕСКИЙ РЕГИСТРИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к технике не- разрушающих методов коптроля состава и свойств жидких продуктов. Оно может быть применено для фнксапни момента реверсировання движения тела в среде, например,3 измерительного зонда аперноднческих внскознметров, используемых для контролй тех нологнческнх пропессов, протекающих при высоких давлениях н температурах в хнмнческой, нефтехимической, пищевой н дру гнх отраслях промышленности.Известен регистрирующий преобразователь, применяемый во многих аперйодичес,ких вискознметрах.Регистрирующий преобразователь состоит из постоянного магнита, помещенного снаружи нлн внутри измерительного зонда н двух магнитоуправляемых контактов (гер конов). При попадании геркона в магнит ное поле (одно нз крайних положеннй зон да), он замыкается, после чего с электронного блока на возбуждающую тотему виокозиметра подается сигнал на реверсированне движения измерительного зонда.При 2переходе зонда в другое крайнее положе.нне срабатывает второй геркон и движение нзмернтельного зонда вновь реверсируется, Временной интервал между срабатыванием контактов пропорпнонален вязкости контролируемой среды.Недостатком известных регистрирую щнх преобразователей является низкан величина рабочих температур.Ближайшим техническим решением является акустический регистрирующий преобразователь, содержащий генератор, акустическую, систему, включающую передающий н два приемных пьезопреобразователя с акустическим экраном, связанным с изм.рительным зондом, корпус.В одном нз рабочих положений измерн тельного зойда происходит экранированне акустического сигнала через среду, электрический сигнал на выходе одного нз прн емных пьезопреобразователей пропадает и с электронного блока вискознметра на аРэ возбуждающую систему поступает сигнал на реверсирование движения измери702271 3тельного зонда. При достижении зондомдругого крайнего положения пропадаетсигнал на втором приемном ььезопреобразователе и движение измерительногозонда вновь реверсируется. Временной интервал между моментами реверсированчядвижения зонда пропорционален вязкостиконтролируемой среды и измеряется изме.рителем временных интервалдв.Недостатками известного акустического преобразователя являются ограничениерабочей температуры сверху, обусловленное типом применяемых пьезоэлементов,а также сложностьвыполнения их взрывозащищенной конструкции.15Н апр имер, применение пьезоэлемеытбь;из, йьезокерамикв типа ЦТСдопускаетработу вискозвметра притемпературео,ъ+ 280 Са применение кварцевых пьезоэлементов - при температуре + 550 С.Кроме того, во взрывоопасных средахтребуется выполнять пьезопреобразователи во взрывозащищенном исполнении, чтоделает конструкцию измерительного преоб25разователя вискозиметра громоздкой, сложной и малоудобной для монтирования втруднодоступиых участках.Цепь предлагаемого изобретения - расширение диапазона рабочих температур.зоДля этого акустическая система выполнена в виде экспоненциального концентратора, закрепленного в герметизирующей.стенке корпуса, большее основание которого жесжо соединено с передающим пье 35эопреобразователем через звукопровод, аменьшее основание расположено в исследуемой среде и раздвоено на волноводныепетли, акустически связанные с двумяприемными пьезопреобразователями через40закрепленные в герметизирующей стенкэРМ других экспоненпиальных концентратора, большее основание которых расположено в исследуемой среде против торцовволноводных нетель, причем между боль45шим основанием концентраторов и торцами волйоводных петель выполнены зазоры,лля введения .акустического экрана.На чертеже представлена схема предлагаемога акустического регистрирующе 50го преобразователя,Акустический регистрирующий преобразователь содержит генератор 1, на выходкоторого подключен передающий пьезопреобразователь 2, жестко прикрепленный кзвукопроводу 3, заканчивающемуся экспоненпиальным акустическим концентратором4, герметично выведенным в исследуемуюсреду через герметизирующую стенку 5,ьляющуюся одной иэ сторон.герметичноикорпуса 6 измерительного преобразователя вискозвМетрв,Нижняя частьконцентратора 4, находящаяся в исследуемой среде, раздваивается на две цилиндрические водноводныеГпетли 7 и 8, торцы которых находятсяпротив больших оснований экспоненциальных концентраторов 9 и 10, закрепленныхпо узловой плоскости в герметизирующейстенке 5, через которую также выведенкронштейн 1, с закрепленным на немпри помощи камневых опор 12, измерительным зондом 13 и удлиненный магяитопровод 14, на верхнем конце которого,находящемся в корпусе 6, закреплена возбуждающая катушка 15, соединенная сблоком 16 обработки информации вискозиметра.Меньшее основание концентраторов 9и 10 жестко соединено с приемными пьезопреобразователями 17 и 18 электрические выходы которых подключены на входблоха 16 обработки информации.Между торцами волноводных петель 7и 8 и большими основаниями концентраторов 9 и 10 вьцюлнен зазор, куда входит акустический экран 19, прикрепленный к измерительному зонду вискозиметра 13.Акустический регистрирующий преобразователь работает следующим образом.Генератор 1 вырабатывает свнусоидальное (или импульсное) напряжение, котороепоступает на передающий пьезопреобразователь 2, где энергия электрического сигнала преобразуется в механические колебания, которые, распространяясь по эвукопроводу 3, усиливаясь экспоненпнальнымконпентратором 4, распространяясь по волноводным петлям 7 и 8, а затем - черезисследуемую среду и усиливаясь экспоненциальными концентраторами 9 и 10, достигают приемных пьезопреобразователей17 и 18, где преобразуются снова в электрические колебания, которые подаютсяв блок 16 обработки информацию. При достижении измерительным зондом 13 одного из крайних положений (например, левого), акустический путь через зазор в.левой волноводной петле 7 экранируетсн акустическим экраном 19; что приводит к исчезновению сигнала на прием,ф.ном пьезопреобразоваеле,17 и на выходе блока 16 обработки информации вырабатывается сигнал, изменяющий направление тока в катушке 15 возбуждения, ногае5 7022 чего движение измерительного зонда 13 реверсируе тся.При достижении измерительным зондом крайнего правого положения, акранируется акустический путь в зазоре правой волноводной петли Я,.что приводит к исчезновению сигнала на выходе приемного пьеэопреобразователя 18, к выработке на выходе блока обработки информации,сигнала противоположной полярности, к 10 изменению направления тока в катушке и, в конечном итоге, к изменению направления движения измерительного зонда 13.Временной интервал между моментами реверсирования, пропорциональный величи не вязкости исследуемой среды, измеряется блоком 16, обработки информации, Ввиду того, что длины звукопровода 3 и концентраторов 9 и 10 могут выбираться любыми, как и длина корпуса 6; пере дающий 2 и приемные 17 и 18 пьезопреобразователи выносятся иэ контролируемой среды в герметичный корпус на значительное расстояние, что позволяет обес 25 лечить работу вискозиметра в средах, находящихся притемпературах, значительно превышающих рабочие температуры пьезонреобразователей, Это дает возможность, использовать дешевые обладающие высокой30 чувствительностью пьезоэлементы из пьезокерамики типа ЦТСвместо дорогих кварцевых, турмалиновых или ситалловыхпье зопрео бр азов ателей.Кроме того, применение предлагаемого акустического регистрирующего преобразователя значительно упрощает конструкцию измерительного преобразователя вис 71 6козиметра, так как в контролируемойсреде в данном случае рядом с измерительным зондом накодятсъ лишь две пилиндрические волноводные петли вместочетырех яъеэопреобразователей, конструкция которых во взрывозащищенном исполчении довольно сложна и громоздка. Формула изобретения Акустический регистрирующий преобразователь, содержащий генератор, акустическую систему, включающую передающий и два приемных пьеэопреобрааователя с акустическим экраном, связанным с измерительным зондом, корпус, от л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расшире 4 ния диапазона рабочих температур, акуО- тическая система преобразователя выполнена в виде экспоненциального концентра тора, закрепленного в герметизирующей стенке корпуса, большое основание которого жестко соединено с передающим пьезопреобразователем через звукопровод, а меньшее основание расположено в исследуемой среде и раздвоено на волноводные петли, акустически связанные с двумя приемными пьезопреобразователями через закрепленные в 1 ерметизируюшей стенке два других экспоненциальных конпентраторабольшее, основание которых расположено в исследуемой среде против торцов волноводных петель, причем между боль шим основанией:концентраторов и торцами волноводных петель выполнены зазоры для введения акустического экрана.702273 Составитель Н. Плотникедактор Б. Павлов Техред Н. Ковалева Корректор Подписноеа СССР д. 4/5 а иал ППП Патент, г. Уяфород,Тираж 1073 1 ВИИПИ Государственн по делам изобретен 13035, Мскв, Ж 35