Ультразвуковой измеритель плотностижидких сред

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистических Республик( 01 Н 29/02С, 01 К 9/24 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(ова.В) Дата опубликования описания 150481(72) Авторы изобретения Р.Н.Кветный и В.Н.Лысогор 1) Заявит нницкий политехнический инсти ио 541 УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЛОТНОСТ ЖИДКИХ СРЕД неразбытьлотности обретение относится ему контролю и може эовано для контроля сред в пищевой, хи имической и других ности. уша спо миче ск ой,траслях прои не т О иост Известен ультразвуковой плотномер жидких сред, содержащий резервуар с контролируемой средой, акустический измерительный преобразователь, импульсный генератор, усилитель, блок задержки, формирующие каскада, времяизмерительный и регистрирующий блоки, причем измерительный преобра зователь выполнен в виде двух приемно-излучающих акустических головок на преломляющих призмах, установлен" ных на внешней поверхности резервуара с контролируемой средой встречно друг 2 другу, одна из которых соединена с импульсным генератором, а другая через ВЧ фильтр с усилителем 111 .Однако этот плотномер не обеспечиваетвысокой точности измерения изэа зависимости времени прохождения ультразвука по стенке резервуара не только от плотности жидкости, но и от скорости распространения в ней ультразвуковых волн. 3 Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ультразвуковое устройство для контроля физических .параметров жидкостей в трубопроводах (резервуарах), например плотности, содержащее акустический измерительный преобразователь с внешними конусными волноводами и кольцевыми пьезопластинами, генератор возбуждающих импульсов, усилитель, временной селектор, блок измерения отношения амплитуд, блок селекции, подключеннйй к временному селектору, второй временной селектор, вход которого связан с выходом усилителя, а выход - с блоком измерения отношения амплитуд,и регистрирующий прибор 121,Однако это устройство, работающее на принципе определения коэффициентаотражения ультразвуковых волн от границы раздела стенки трубопровода и протекающей по нему жидкости, не позволяет производить высокоточное измерение плотности жидкости, так как коэффициент отражения зависит от акус. тического сопротивления среды, т.е. от ее плотности и от скорости расепространения ультразвука в ней.Цель изобретения - повышение точДля достижения поставленной целив устройство введены второй блок измерения отношения амплитуд, блок извлечения квадратного корня, блокумножения и триггер, причем первыйи второй входы триггера подключенысоответственно к выходам генераторавозбуждающих импульсов и усилителя,,а выход, - к управляющим входам вре 1 менных селекторов и первому входублока умножения, оба входа второгоблока измерения отношения амплитудподключены к выходам временных селекторов, а его выход через блок извлечения квадратного корня подключен ктретьему входу блока умножения, второй вход которого подключен к выходу 15первого блока измерения отношения амплитуд, выход блока умножения подключен к регистратору, кроме того, второй вход первого блока измерения отношения амплитуд подключен к выходу щогенератора возбуждаюших импульсов.На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства.Измеритель содержит последовательно соединенные генератор 1 возбуждающих импульсов, излучатель 2 приемник3 и усилитель 4, временные селекторы5 и б, входы которых подключены к выходу усилителя 4, триггер 7, входыкоторого соединены соответственно свыходами генератора 1 возбуждающихимпульсов и усилителя 4, а выходс управляющими входами временных селекторов 5 и б, блоки 8 и 9 измерения отношения амплитуд, первые входыкоторых соединены с выходом временно- З 5го селектора 5, первый вход блока8 измерения отношения амплитуд - свыходом генератора 1 возбуждающих им.пульсов, второй вход блока 9 измерения отношения амплитуд - с выходом временного селектора б, умножитель 10, первый и второй входы которого подключены соответственно квыходам триггера 7 и блока 8 измерения отношения амплитуд, блок 11 извлечения квадратного корня, вход45которого соединен с. выходом блока 9измерения отношения амплитуд, а выход - с третьим входом умножителя 10,и регистрирующий прибор 12 - подключенный к выходу умножителя 10,50Устройство работает следующимобразом.Импульсы с выхода генератора 1возбуждающих импульсов возбуждают излучатель 2, проходят через стенку 55резервуара, разделяющую излучатель2 и исследуемую жидкость, стенкурезервуара, разделяющую исследуемуюжидкость и приемник 3, и возбуждают приемник 360Амплитуда импульса прямого прохождения, принятого приемником 3,равна"с -ссср -2 сосА=А В 6О +- 2с где Ао - амплитуда возбуждающего импульса;Е - акустическое сопротивлениеисследуемой жидкости,Ес - акустическое сопротивление,стенок резервуара,Ф - коэффициент затухания висследуемой жидкостиа, - коэффициент затухания в стенках резервуара,й в .измерительная база,ЙС - толщина стенок резервуара.Амплитуда импульса, отраженного отстенки резервуара, в которую вмонтирован приемник 3, прощедшего черезисследуемую среду в обратном направлении, отраженного от стенки резервуара, в которую вмонтирован излучатель 2, прошедшего через исследуемую среду в прямом направлении,стенку резервуара и вновь возбудившего приемник 3, равна2 с , 2.с-Зосс 3 -2 сссс 3 с Е а+2; ;7 Импульс с выхода генератора 1 возбуждающих импульс поступает на первый вход триггера 7 и опрокидывает его в единичное состояние. Импульс прямого прохождения, прошедший через усилитель 4 поступает на второй вход триггера 7 и опрокидывает его в ну"левое состояние.Таким образом, на выходе триггера 7 формируется импульс, длитель" ность которого равна времени распространения ультразвуковых волн в исследуемой жидкостис 1Рсгде Й - из мери тель н ая б аз а;с - скоростьультразвука в исследуемой жидкости.Выход усилителя 4 подключен к, входам временных селекторов 5 и 6, которые служат для выделения соответственно импульсов прямого прохождения и отраженных.Первый вход блока 8 измерения отношения амплитуд подключен к выходу временного селектора 5, а второй к выходу генератора 1 возбуждающих импульсов. На выходе блока 8 измерения отношения амплитуд получается сигнал, соответствующий отношению амплитуд импульса прямого прохождения к возбуждающему импульсуО =а ае - =4 е Е4 с .2 и еегде а - коэффициент пропорциональ"ности, зависящий от коэффиййентов преобразования,усилнтеля 4 и блока 8 измерения отношения амплитуд.822014 Составитель Н.БурбелоРедактор Л.Копецкая Техред А.Савка . Корректор М,лароши филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 1002/бб Тираж 907 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж 35, РаушскПодписноеета СССРытийя наб д. 4/5