Способ измерения скорости звука при воздействии кратковременной помехи

 

Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано в гидроакустике, химической промышленности, металлургии при определении скорости звука в исследуемой среде. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости . Способ заключается в том, что предварительно определяют максимально возможную скорость изменения скорости звука в среде, измеряют скорость звука в среде, определяют моменты начала и окончания действия помехи по равенству измеряемого значения скорости звука максимально возможному значению, а за скорость звука в среде во время действия помехи принимают значение, измеренное в момент начала отказа. 1 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4231538/28 (22) 16.04.87 (46) 07.10.91, Бюл. f+ 37 (71) Научно-производственное объединение

"Союзцветметавтоматика" (72) Л.А. Кондрашов (53) 534.22 + 620.179.16 (088.8) (56) Бражников Н.И., Ультразвуковые методы. — М. — Л.: Энергия, 1965, с. 95 — 135.

Киясбейли А.LU.. Измайлов А.М., Гуревич В.М. Частотно-временные расходомеры. — M., 1984. с. 22 . (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

ЗВУКА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПОМЕХИ

Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано в гидроакустике, металлургии, химической промышленности при определении скорости звука в исследуемой среде.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости измерений путем повышения точности определения начала и окончания действия помехи.

На чертеже представлены временные диаграммы сигналов: реальное изменение контролируемого технологического параметра С> во времени (a), изменение выходного сигнала измерительного преобразователя Сил, соответствующее реальному изменению C«и кратковременному отказу (б), изменение приращений выходного сигнала измерительного преобраэовате„„5U „„1682905 (51)5 G 01 и 29/00, G 01 Н 5/00 (57) Изобретение относится к области акустических измерений и «ложет быть использовано в гидроакустике, химической промышленности, металлургии при определении скорости звука в исследуемой среде.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости. Способ заключается в том, что предварительно определяют максимально возможную скорость изменения скорости звука в среде, измеряют скорость звука в среде, определяют моменты начала и окончания действия помехи по равенству измеряемого значения скорости звука максимально возможному значению, а за скорость звука в среде во время действия помехи принимают значение, измеренное в момент начала отказа. 1 ил. ля ЛС (в) и информационный выходной сигнал прибора Синф (г).

Способ осуществляется следующим образом.

Излучают звуковые колебания в контролируемую жидкость, принимают сигналы, прошедшие через контролируемую среду, одним из известных способов определяют, например, время распространения звуковых колебаний, что при известном и фиксированном расстояниях между излучающим и приемным акустическими преобразователями равносильно иэ«лерению скорости ультразвука. При атом постоянно определяют абсолютную величину приращения выходного сигнала измерительного преобразователя в единицу времени Л С и сравнивают ее с задаваемым значением максимально возможного приращения ËÑ ä. Величина

1682905

30

Л Сзад определяется максимально возможной скоростью изменения контролируемого параметра в конкретном технологическом процессе ЛС кс (диаграммы а, в) по формуле

Л Сзад = К Л Смаке, (1) где К=1,1 — 2 — безразмерный коэффициент, учитывающий точность измерений и соотношение частных динамических характеристик прибора и технологического процесса.

Вследствие того, что инертность ультразвуковых приборов контроля может быть в десятки раз меньше инерционности контролируемых процессов, в случае отказа абсолютная величина приращения сигнала измерительного преобразователя ЛСип резко возрастает, Следовательно, увеличение абсолютного значения скорости изменения выходного сигнала измерительного преобразователя выше значения Л Сзад свидетельствует о моменте начала отказа. В этом случае выходной сигнал измерительного преобразователя фиксируют на уровне, который был непосредственно в момент начала отказа, в результате чего информационный выходной сигнал прибора является постоянным во время действия помехи (диаграммы б, r). По окончании отказа на выходе измерительного преобразователя появляется сигнал, величина абсолютного приращения которого в единицу времени превышает значение Л С»д и противоположного знака по сравнению с моментом начала отказа. Уменьшение ЛС, до уровня

Л Сз д свидетельствует об окончании отказа, после чего измерения контролируемого параметра возобновляются.

Отмечают, что фиксирование выходного сигнала измерительного преобразователя при кратковременном отказе практически не влияет на информативность измерений.

Максимально возможное время отказа Т для этого случая можно определить следующим образом, Пусть А скорость изменения контролируемого параметра, Π— абсолютная погрешность измерений. Изменение контролируемого параметра за время отказа не должно превышать абсолютной погрешности измерении:

А.т к

В процессе получения серной кислоты необходимо контролировать ее концентрацию на входе в сушильные башни и моногидратные абсорберы. В качестве информационного параметра здесь может быть использована скорость распространения ультразвуковых колебаний, Опыт эксплуатации ультразвуковых анализаторов серной кислоты типа АЖК-1 показывает, что уровень шумов и помех, создаваемых прибором, составляет 0,5 мВ, максимальная амплитуда ультразвукового сигнала (при наименьшем коэффициенте затухания в жидкости) равна 500 мВ, Амплитуды помех, создаваемых внешними факторами (электросварка, работающие электродвигатели и т.д,), достигают 50 мВ.

Следовательно, уровень дискриминации ультразвукового сигнала при применении способа, в котором момент начала и окончания отказа определяют по амплитуде принимаемого ультразвукового сигнала, составляет 50 мВ, а при применении предлагаемого способа 0,5 мВ.

Максимальная скорость изменения концентрации серной кислоты А составляет

0,10% H2S04 в минуту. Задаваемое значение максимально возможного приращения определяют по. формуле (1). В данном случае выбирают К = 1,5, при этом ЛСз д = 0,15%

Н2304 в минуту.

Быстродействие анализатора АЖК-1 равно ЛС =8% H2SO4 в минуту. Следовательно, в момент начала и окончания отказа анализатора величина приращения выходного сигнала измерительного преобразователя изменяется в 53,3 раза быстрее, чем максимально возможная скорость изменения концентрации серной кислоты. По величине приращения выходного сигнала измерительного преобразователя определяют моменты начала и окончания отказа.

Формула изобретения

Способ измерения скорости звука при воздействии кратковременной помехи, заключающийся в том, что в исследуемую среду излучают звуковые колебания, принимают их после прохождения через среду, непрерывно определяют значения скорости распространения звуковых колебаний в среде, определяют моменты начала и окончания действия кратковременной помехи, при этом во время действия кратковременной помехи в качестве истинной скорости распространения звуковых колебаний выбирают значение, определенное в момент начала действия кратковременной помехи, отличающийся тем, что. с целью повышения помехоустойчивости измерений, предварительно определяют максимально возможное приращение ЛСм. скорости распространения звука в исследуемой среде в единицу времени, определяют текущее значение приращения Л С1 скорости распространения звуковых колебаний, 1682905

Составитель Д.Широчин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор H.Áoáêîâà

Заказ 3408 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 момент тн начала действия кратковременной помехи определяют из условия

1 hCt 1 1Л См I, определяю sgn(Л С ) в момент тн, а момент Ь окончания действия помехи определяют из условий

I ЛСт I= 1ЛСм I u sgn I ЛС с A sgn

Ih, Ct"