Ультразвуковой измеритель относительной плотности растворов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ощ 873106(23) Приорит СССР ио делан изебретеиий и открытийОпублико Дата опу но 15.10.81, Бюллетень МЗ икования описания 171081 УЙК 548. 1(72) Авторы изобретен Ю.А. Дмитриев и Р.Н. Квет В.Т, М инницкий политехнический инст 1) Заявитель(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОСИТЕЛЬНО ПЛОТНОСТИ РАСТВОРОВ к выхо второй ный в о сахарного производства.Известен цифровой ультразвуковой измеритель плотности жидких сред; содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, усилитель, формирователь, трйв- то гер, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора, первый касад совпадения и первый умножитель частоты выполненный в виде двух счет 1т 5 чиков, первые входы которых соединены между собой и подключены к выходу синхронизатора, генератор калиброванной частоты, выход которого соединен со вторым входом второго счет 20 чика первого умножнтеля частоты, второй каскад совпадения, счетчик, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора, а второйк Изобретение относится к областинеразрушающего койтроля и может быть использовано для измерения относительной плотности соков и сиропов ду второго каскада совпадения, умножитель частоты, выполнен-. виде двух счетчиков, вход втоз которых соединен с выходом генератора калиброванной частоты, выход второго умножителя частоты подключен ко второму входу первого каскада совпадения, а входы второго каскада совпадения соединены соответственно с выходами триггера и умножителя частоты Г 11Однако это устройство обладает ограниченными функциональными возможностями и не позволяет производить точные измерения в сахарных растворах, так как коэффициент адиабатической сжимаемости в них зависит от плотности.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой измеритель, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, уси5 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 литепь, формирователь, первый триггер, первый каскад совпадения, умно- житель частоты, выполненный в виде первого и второго счетчиков, первые входы которых соединены между собой и подключены к выходу синхронизатора, третий счетчик, второй триггер, второй выход которого соединен с выходом первого триггера, второй каскад совпадения и четвертый счетщпс, генератор калиброванной частоты, выход которого соединен со вторым входом. первого каскада совпадения и вторыми входами второго счетчика и второго каскада совпадения, схему сброса, первый вход которой соединен с выходом синхронизатора, подключенным ко второму входу первого триггера, второй. вход - с выходом первого триггера, а выход - с входом третьего счетчика 21.Однако это устройство обладает ограниченными функциональными возможностями и не позволяет производить .непосредственную индикацию относительной плотности сахарных растворов.Целью изобретения является расширение Функциональных возможностей и повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, .что в ультразвуковом измерителе относительной плотности растворов, содержащем последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондиРующих импульсов, излучатель, приемник, усилитель, формирователь, первый .триггер, первый каскад совпадения, умножитель частоты, выполненный В виде первого и второго счетчиков, первые входы которых соединены между собой и подключены к выходу синхронизатора, третий счетчик, второй триггер, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, и второй каскад совпадения, четвертый счетчик, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора, генератор калиброванной частоты, выход которого соединен со вторыми входами первого и второго каскадов совпадения и второго счетчика, схему сброса, первый вход которой соединен с выходом синхронизатора, подключенным также ко второму входу первого триггера, второй вход - с выходом первого.триггера, а.выход - с входом третьего счетчика, введены пятый счетчик, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами синхронизатора и второго каскада совпадения и третий каскад совпадения, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам второго каскада совпадения и пятого счетчика, а выход - ко второму входу четвертого счетчика.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого измерителя.Измеритель содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, излучатель 3, приемник 4, усилитель 5 и Формирователь 6, генератор 7 калибр рованной частоты, счетчик 8, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, последовательно соединенные триггер 9, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, а второй - к выходу Формирователя 6, каскад 10 совпадения, второй вход которого соединен с выхо; дом генератора 7, умножитель 1 частоты, счетчик 12, триггер 13, второй вход которого соединен с выходом триггера 9, и каскад 14 совпадения, второй вход которого соединен с выходом генератора 7, каскад совпадения 15, счетчик 16, первые входы которых подключены к выходу каскада совпадения 14, а второй вход каскада совпадения 15 - к выходу счетчика 16, второй вход которого соединен с выходом синхронизатОра 1, схему 17 сброса, первый вход которой соединен с выходом синхронизатора 1, подключенного также к первому входу триггера 9, второй - с выходом триггера 9, а выход - с выходом счетчика 12. Умножитель 11 частоты выполнен в виде счетчиков 18 и 19, вторые входы которых соединены между собой и подключены к выходу синхронизатора 1, первый вход счетчика 18 является входом умножителя 11, а первый вход счетчика 19 соединен с выходом генератора 7.Устройство работает следующим образом.Импульс с выхода синхронизатора 1 поступает на вход триггера 9 и устанавливает его в состояние "1".Одновременно этот импульс служитсигналом сброса для счетчиков 8,2,6,18 и 19 и запускающим импульсом длягенератора 2 зондирующих импульсов. С выхода генератора колебания возбуждают излучатель 3, проходят через исследуемый сахарный раствор и возбуждают приемник 4. Далее импульс5 .873усиливается усилителем 5 и поступаетна формирователь 6, который генерирует на своем выходе импульс с крутыми фронтами, поступающий на вход2 триггера 9 и опрокидывающий егоВ состояние ОТаким образом, на выходе триггера9 получается прямоугольный импульс,длительность которого равна временираспространения ультразвуковых колебаний в исследуемом сахарном растворе. Этот импульс служит импульсомсброса для счетчика 12, поступаетна вход триггера 13 и одновременно на вход каскада 1 О совпадения, 15на другой вход которого поступаютимпульсы с выхода генератора 7.калиброванной частота, Выход каскада 10 совпадения соединен с входомсчетчика 18 умножителя 11 частоты. 20В счетчике 18 фиксируется число, равное количеству импульсов, поступивших на его вход за время С,30 Формула изобретения 40 Ультразвуковой измеритель относительной плотности растворов, содержащий последовательно соединенныесинхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, 45 усилитель, формирователь, первыйтриггер, первый каскад совпадения,умножитель частоты, выполненный ввиде первого и второго счетчиков,первые входы которых соединены между собой и подключены к выходу синхронизатора, третий счетчик, второйтриггер, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, ивторой каскад совпадения, четвертыйСЧЕТЧИК ПЕРВЫЙ ВХОД КОТОРОГО ПОДключен к выходу синхронизатора, генератор калиброванной частоты, выходкоторого соединен со вторыми входамипервого и второго каскадов совпадекал"1На вход счетчика 19 умножителя 11 частоты поступают импульсы с выхода генератора 7 калиброванной частоты. Частота на выходе умножителя 11 частоты равна КаЛ Й 1 10" где и - количество декад умножите ля.После умножения импульсы с частотой Г поступают на вход счетчика 12. Выход счетчика 12 емкостью ЙСц 4 соединен с выходом 2 триггера 13, на выходе которого формируется прямоугольный импульс длительностью й"сц. а 1 сц,й 10аЛ"поступающий на вход каскада 14 совпадения, на другой вход которого подаются с выхода генератора 7 импульсы с частотой Г . Количество импульсов, получаемых на выходе каскада 14 совпадения, равно"СЧ10",1 кал 1= Импульсы с выхода каскада 14 сов.падения поступают на вход счетчика 16 и .каскада 15 совпадения, на другой вход которого поступает прямоугольный импульс с выхода счетчика 16 емкостью Йсч 16. Причем задержка 106 6йпоступления импульса на вход каскада 15 совпадения равнаЙсчл 6калКоличество импульсов, получаемыхна выходе каскада 15 совпадения,фиксируемое в счетчике 8 равноСч 11 10Кщи-ЙдФф г ---- мсчькал ф 1,Если установить Й01. и Й=Ь, то в счетчике 8 будет зафиксировано число, соответствующееотносительной плотности концентрации сухих веществ исследуемогосахарного раствора М, т.е. М = ас-Ь10где с ф= - скорость распространения ультразвуковых колебаний в исследуемом сахарном раствореа,Ь - коэффициенты, зависящие отвида раствора и его температуры,Точность измерения относительнойплотности сахарных растворов определяется выбором Г 1 ал, длиной измерительной базы 6 и точностью установки Й ,1 и Йс 4 соответствующими коэффициентами а и Ь.Предлагаемый измеритель позволяет производить непрерывный контрольотносительной плотности движущихсяпотоков сахарных растворов в лабораторных и производственных условиях,обеспечивает непосредственную цифровую индикацию относительной плотности,873106 8йия и второго счетчика, схему сброса, тьим каскадом совпадения, первый ипервый вход которой соединен с выхо- второй входы которого подключеныдом синхронизатора, подключенным соответственно к выходам второготакже ко второму входу первого триг- каскада совпадения и пятого счетчика,гера, второй вход - с выходом первогоа выход - ко второму входу четвертотрнггера, а выход - с входом третве- го счетчика,го счетчика, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью расширения Источники информации,функциональных возможностей и повы- принятые во внимание при экспертизещения точности измерения, он снаб 1. Авторское свидетельство СССРжеи пятым счетчиком, первый и второй В 792135, кл. С 01 й 9/ОО, 17.1079входц которого соединены соответст, Авторское свидетельство СССРвеино с выходами синхронизатора и В 626410, кл. С 01 й 29/04, 1977второго каскада совпадения, и тре- (прототип),Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная НИИПИ Заказ 9022 87306 ираж 910 исн