Ультразвуковое устройство для контроля параметров жидкости

ОП КСАН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 926590 Союз СоветскихСоциапнстическихРеспубики(23)Приоритет но делан изобретений н открытнйОпубликовано 07.05,82, Бюллетень %17Дата опубликования описания 07. 05. 82(72) Авторы изобретения Всесоюзный заочный машиностроительный ин ит .т(54) УЛЪТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОСТИ 1 о Изобретение относится к техничес- кой акустике и может быть использовано для исследования физико-химических свойств жидкости в химической и других отраслях промышленности.Известно устройство для контроля параметров жидкости, содержащее синхронизатор, автоклав с преобразователем, приемники, с пектор и временной анализатор 1.1 1.Недостатком известного устройства является невозможность измерения плотности.Наиболее близкое к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату ультразвуковое устройство для контроля параметров жидкости содержит генератор колебаний,автоклав с преобразователем и поршнем-отражателем, последовательносоединенные детектор, вход которогосоединен с преобразователем, усилитель, Формирователь импульсов и счетчик, а также осциллограф 2 1,Недостатком известного устройства является невозможность измерения плотности и низкая производительность, так как необходимо отдельно измерять время падения поршня.Цель изобретения - повышение производительности контроля и обеспечение определения плотности.Поставленная цель достигаеТся тем, что устройство снабжено первым блоком согласования, включенным между генератором колебаний и преобразователем, вторым блоком согласования, включенным между преобразователем и детектором, последовательно соединенными схемой запрета, вход которой соединен с выходом формирователя импульсов, ключом, обмоткой управления и герконом, первый контакт которого предназначен для подключения к соленоиду, последовательно соединенными блоком регулировки стабилизации напряжения, и измерительным прибором, выход которого подключен92659 3к второму контакту, схемой установки "0", выход которой соединен с входом ключа, схемой запрета индикации, включенной между формирователем импульсов и измерительным 5 прибором и соединенный с схемой установки "0 н первым частотомером, вход которого соединен с выходом генератора колебаний, и вторым частотомером, включенным между формирова телем импульсов и генератором колебаний.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. 15Устройство содержит генератор 1 колебаний, автоклав 2 с преобразователем 3 и поршнем-отражателем 4, последовательно соединенные детектор 5,вход которого соединен с преобразователем 3, усилитель 6, формирователь 7 импульсов и счетчик 8, осциллограф 9, первый блок 10 согласования, включенный между генератором 1 колебаний и преобразователем 3, второй блок 1 согласования, включенный между преобразователем 3 и детектором 5, последовательно соединенные схему 12 запрета, вход которой соединен с выходом формирователя 7 импуль 30 сов, ключ 13, обмотку 14 управления и геркон 15, контакт которого подключен для подключения к соленоиду 16, измерительный прибор 17, соединенный с вторым контактом геркона, и блок18 регулировки стабилизации напряжения, выход которого подключен кизмерительному прибору 17.Кроме того, устройство включает схему 19 установки "0", выход которой через источник 20 напряжения соеди 40 ,нен с входом ключа 13, и схему 21 запрета индикации, включенную между формирователем 7 импульсов и измерительным прибором 17 и соединеннуюс схемой 19 установки "0".К выходу генератора 1 колебаний подключен частотомер 22. Между формирователем 7 импульсов и генератором 1 включен частотомер 23,а между усилителем 6 и осциллограФом 9 - буферный каскад 24.Устройство работает следующим образом.Непрерывные высокочастотные колебания с выхода генератора 1 колеба ний Высокой частоты через блок 10 согласования поступают на преобразователь 3 автоклава 2, который преоб 0 4разует электрические колебания в акустические волны соответствующей частоты в жидкости. Между преобразователем 3 и торцом поршня-отражателя 4, находящегося в крайнем верхнем положении, устанавливается стоячая волна. Перемещение поршня 4 в крайнее верхнее положение производится электромагнитной силой, действующей на поршень со стороны соленоида 16, при подаче на его обмотку постоянного напряжения с выхода блока 18 регулировки стабилизации напряжения через геркон 15.При уменьшении тока положение равновесия нарушается , и поршень- отражатель 4.начинает двигаться вниз, С этого момента преобразователь 3 начинает реагировать на изменение Фазы стоячей волны в соответствии с перемещением поршня"отражателя 4, амплитудно модулируя непрерывные высокочастотные колебания Генератора 1. Промодулированные таким образом колебания через блок 11 согла" сования поступают,на амплитудный детектор 5, который выделяет огибающую, Полученный низкочастотный сигнал усиливается усилителем 6 низкой частоты. Далее сигнал через буферный каскад .24 идет на светолучевой фосциллограф 9 где записывается на Фотобумагу в течение всего процесса падения поршня-отражателя 4. ПО полученной осциллограмме выполняется расчет коэффициента поглощенияультразвуку. С второго выхода усилителя 6 низкой частоты низкочастотный сигнал передается на формирователь 7 импуль- СОВ С ОДНОГО ИЗ ВЫХОДОВ КотОРОГО прямоугольные сигналы поступают на счетчик 8 импульсов с цифровой индикацией. По числу импульсов, соответствующих максимумам акустической стоячей волны на известной длине хода поршня-отражателя 4, рассчитывается скорость ультразвуковой волны в исследуемой жидкостиПо отношению высокой частоты генератора 1 к частоте следования прямоугольных импульсов с формирователя 7 импульсов, индикация которого осуществляется на цифровом табло частотомера 23, рассчитывается вязкость исследуемой жидкости.С третьего выхода формирователя 7 импульсов импульсы поступают на вход5 926 схемы 12 запрета и вход схемы 21 зай- рета индикацииПервым импульсом, соответствующим началу движения поршня- отражателя 4, запускается схема 12 зайрета, включающая ключ13, через который отисточника 20 напряжения начинает течь ток по об" мотке 14 управления геркона 15. Последний разрывает цепь питания соленоида 16, ток прекращается, и на поршень-отражатель 4 перестает действовать электромагнитная сила. Происходит свободное падение поршня. Тем же импульсом запускается . схема 21 запрета индикации, которая вырабатывает запрещающий потенциал, подаваемый на ключи индикации измерительного прибора 17 с целью . стабилизации цифровой индикации значения тока, соответствующего моменту нарушения равновесия поршня-отражателя 4, По полученным таким образом значениям тока осущЪ- ствляется расчет плотности исследуемой жидкости.Схема 19 установки "0" служит для возврата ключа 13 и схемы 21 в исходное состояние.Предлагаемое устройство позволяет повысить производительность контроля параметров жидкости - скоростти, коэффициента поглощения ультразвука, вязкости и плотности за время одного хода поршня-отражателя иэ крайнего верхнего в крайнее нижнее положение; Формула изобретения Ультразвуковое устройство для контроля параметров жидкости, содержащее генератор колебаний, автоклав. с преобразователем и поршнем-отража 590 .бтелем, последовательно соединенныедетектор, вход .которого соединен спреобразователем, усилитель, формирователь импульсов и счетчик, атакже осциллограф, о т л и ч а ющ е е с я тем,что, с целью повышения производительности контроля и,обеспечения определения плотности,оно снабжено первым блоком согласо 10 вания, включенным между генераторомколебаний и преобразователем, вторым блоком согласования, включенныммежду преобразователем и детектором,последовательно соединенными схемой15 запрета, вход которой соединен свыходом формирователя импульсов,ключом, обмоткой управления и герконом, первый контакт которого предназначен для подключения к соленои- .20 ду, последовательно соединеннымиблоком регулировки стабилизации напряжения и измерительным прибором,выход которого подключен к второмуконтакту геркона, схемой установки25 "0", выход которой соединен с входомключа, схемой запрета индикации,.включенной между Формирователемфимпульсов и измерительным прибороми соединенной с схемой установки "0",З 0 первым частотомером, вход которогосоединен с выходом генератора коле"абаний, и вторым частотомером, включенным между формирователем импульсов и генератором колебаний.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 168556, кл. О 01 М 29/02, 1965.2. Белинский Б.А, и др. Методика40 измерения сдвиговой вязкости и скорости ультразвука в жидкостях посчету импульсов, Сб, "Ультразвуковая техника", вып. Г 4, НИИМАШ, 1965