Цифровой ультразвуковой измеритель плотности жидких сред

(51) Ч. Кд. ( 01 И 29/02 б 01 М 9/24 Гасудерствюнньй комитет да делам нзабветеннй(72) Авторы изобретения Р. Н. Кветный и В. Н. Лысогор Винницкий политехнический институт(54) ЦИФРОВОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛБПЛОТНОСТИ ЖИДКИХ СРЕД Изобретение относится к области неразрушаюшего контроля и может быть использовано пля контроля плотности яицких сред в пищевой, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности,Известен ультразвуковой плотномер жипких сред, сопержаший резервуар с контролируемой средой, акустический измерительный преобразователь, импульс 1 О ный генератор, усилитель, блок задержки формируюшие каска пы, времяизмерительный и регистрирующий блоки, причем измерительный преобразователь выполнен в виде пвух приемо-излучаюших акусти 15 ческих головок иа преломляюцих призмах, установленных на внешней поверхности резервуара с контролируемой грецой встречно пруг другу, одна из которых соединена с импульсным генерато ром, а другая - через БЧ фильтр с усилителем 1.Опнако этот плогномер не обеспечивает высокой точности и быстрэпействия измерения и не позволяет производить непосредственную цифровую инцикацию плотности жицкостей.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой ультразвуковой измеритель, содержащий послецовательно соециненные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, усилитель, формирователь, первый триггер, второй вхоц которого поцключен к выхоцу синхронизатора, первый каскац совпадения, умножитель частоты, выполненный в вице двух счетчиков, первые входы которых соецинены межпу собой и поцключены к выхопу синхронизатора, а также генератор калиброванной частоты, выхоп которого соединен со вторым вхоцом второго счетчика умно- жителя частоты, второй каскап совпацения, счетчик, первый вхоц которого подключен к выходу синхронизатора, а второй - к выхоцу второго каскада совпацения, второй счетчик, второй триггер, соепиненный с первым, третий счетчик,792135кОЛ СЧ.64 10 и 50 схему сброса, первый Вход которой соединен с выходом синхронизатора, подклк чановым ко второму входу первого триггера, Второй вход - с Выходом первого тригГГера а выход с входом второго 1 е икай оНедостатками известного измерителя являются малые быстродействие и Гочность измерений, а также ограниченные функциональные возможности.Целью изобретения является повышение быстродействия и точности измерений.Поставленная дель достигается тем, что в цифровой измеритель, ссдержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, усилитель, формирователь, .триггер, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора, первый каскад совпадечия и первый умножитель частоты, Выполненный в виде двух счетчиков, первые входы которых соединены между собой и поцкл)очены к эыхоцу синхронизатора, а также генераОр калиброванной частоты, Выход котоОго соединен со Вторым Входом Второ, о счетчика первого умножителя часто"ы. Второй каскад совпацениц счетчик, ерГый Вхо которого подключен е Выхо - .:,у синхронизатора, а второй к выходу .:;торого каскада совпадения, ввецен второй умножптель частоты, выполненный в виде двух счетчиков, входы которых соединены между собой и подключены к выходу синхронизатора, вход второго счеэ чика соединен с выходом генератора калиброванной частоты, выход второго умножителя частоты поцключен ко второму входу первого каскада совпадения, а входы Второго каскада совпадения соединены соответственно с выходами триггера и первого умножителя частоты. На чертеже представлена блок-схемапрецла гаемого измерителя,Он содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2зондирующих импульсов, излучатель 3,приемник 4, усилитель 5 и формирователь6, а также генератор 7 калиброваннойчастоты, счетчик 8, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора 1,первый умножитель 9 частоты, выполненный в виде счетчика 10, вход которого соецинен с выходом генератора 7,и счетчика 1 1, последовательно соединенные триггер 12, первый вход которого подключен к выходу формирователя 6,4а второй - к выходу синхронизатора 1,второй каскад 13 совпадения, второйвход которого соединен с выходом умножителя 9, второй умножитель 14 частоты, первый каскад 15 совпадения, второй вкоц которого подключен к выходутриггера 12, а выкод - к входу счетчика 11 первого умножителя 9 частоты,причем второй умножитель 14 выполнен10 в вице счетчиков 16 и 17, первые входы которых соединены между собой иподключены к выходу синхронизатора 1,а второй вход счетчика 17 соединен свыходом генератора 7,15 Устройство работает следующим образом.Импульс с выхода синхронизатора 1поступает на второй вход триггера 12и устанавливает его в состояние 1, Одновременно этот импульс служит для счетчиков 8,10 и 11 и запускающим импульсом для генератора 2 зондирующих импульсов, с выхода генератора колебаниявозбуждают излучатель 3, проходят чещ (рез исследуемую жидкую среду и возбуждают приемник 4. Далее импульсусиливается усилителем 5 и подаетсяна формирователь 6, который генерируетна своем выходе импульс с крутымифронтами, поступающий на первый входтриггера 12 и устанавливающий его всостояние О,Таким образом, на выходе триггера12 получается прямоугольный импульс,З 5 длительность которого равна временираспространения ультразвуковых колебаний в исследуемой жидкостиЭтот импульс поступает на вход каскада 15 совпадения, другой вход которо 40 го подключен к выходу умножителя 14частоты. На вход счетчика 17 умножителя 14 поступают импульсы с выходагенератора 7 калиброванной частоты.Частота на выходе умножителя 1445 частоты гце И - число, установленное вСЧ.16счетчике 1 6,П - количество декад умножителя 14 частоты.Импульсы с вы х од а ка с ка да 1 5 с овпадения поступают на вход счетчика 1 1 умножителя 9 частоты. В счетчике,11 фиксируется число, рвн Ое количеству792135 25 Если установить ЗО гимпульсов частоты 14поступивщих на его вход за время1 4 4Вход счетчика 10 умножителя 9 частоты подключен к выходу генератора 7 калиброванной частоты.Частота на выхоце умножителя 9,к.д=10 гце П - количество декац умножителя 9 частоты,Имг льсы с выхода умножителя 9 частоты поступают на вход каскаца 13 совпацения, на другой вхоц которого поступает прямоугольный импульс длительностью 1, с выхода триггера 12, Количество импульсов, фиксируемое в счетчике 8, вход которого соединен с выходом каскада 13 совпадения, равно 10"Мс =2 ткол а 8 то в счетчике 8 будет зафиксированочисло, соответствующее плотности исследуемой жидкости где Ю - длина мерительной базы;40й - коэффициент адиабатическойаосжимаемости жидкости.Таким образом, точность измерения плотности жидкости определяется выбором величины, длиной О меритель аьной базы и точность установки Н 1 б соответствующей величины Ь а ГЬецлагаемое устройство позволяет производить непрерывный контроль движущихся потоков жидкости, обеспечивает непосредственную цифровую индикацию плотности, повышение быстродействия и точности измерений. Формула изобретения Цифровой ультразвуковой измерительплотности жидких сред, содержащий последовательно соециненные синхронизатор,генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, усилитель, формирователь, триггер,. второй вход которого подключен к выхоцу синхронизатора, первыйкаскад совпадения и первый умножительчастоты, выполненный в виде двух счетчиков, первые ьходы которых соединенымежду собой и подключены к выходу синхронизатора, а также генератор калиброованной частоты, выхоц которого соединенсо вторым входом второго счетчика первого умножителя частоты, первый вхоцкоторого подключен к выхоцу синхронизатора, а второй - к выходу второго каскада совпадения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, в неговвецен второй умножитель частоты, выполненный в виде двух счетчиков, первыевходы которых соединены межцу собой иподключены к выходу синхронизатора,вхоц второго счетчика соединен с выходом генератора калиброванной частоты, .выход второго умножителя частоты подключен ко второму входу первого каскада совпадения, а входы второго каскадасовпадения соединены соответственнос выходами триггера и первого умножителя частоты.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИо 397814, кл.019/24 19702, Авторское свидетельство СССРМц 626410, кл. 6 01 Й 29/04, 1977Составитель Е. ЛитвиновРедактор Т. Горячева Техред И.Асталош Корректор М. ШарошиЗаказ 10143/43 Тираж 1019 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4