Ультразвуковой измеритель давления в жидких средах

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик (11) 684349 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 14.07.77 (2I ) 2509194/18-10 с нрнсоединенкен заявки Рй (23)ПриоритетОпубликовано 05.09.79. Бюллетень )й 33

Дата опубликования описания 08.09.79 (5!)М. Кл.

G Ol L 11/00

Гвсударвтвввный кантат

СМ9

IN дузии «Збб ипВЯВ и фткритвй (53) MK 531.787 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А. А. Сорокин и А. А. Елисеев (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОД ИЗМЕРИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ

В ЖИДКИХ СРЕДАХ

Изобретение относится к области измеритатьной техники.

Известно устройство, принпип работъ, которого основан на возбуждении ультразвуковых волн в контролируемой среде н измерении скорости их распространения(ф

Известно также устройство, наиболее близкое по своей технической сушности к изобретению, содержашее последователь но соединенные генератор импульсов, акус-, тический преобразователь с излучателем и приемником ультразвука, линию задержки и измерительное устройство (2).

Известные устройства характеризуются низкой точностью измерений из-за влияния температуры контролируемой среды.

Целью изобретения является увеличение точности измерений путем уменьшения влияния температуры среды, Это обеспечивается тем, что в устройство, содержашее последовательно соединенные генератор импульсов, акустический преобразователь с излучателем и приемником ультразвука, линию задержки и измерительное устройство, введены дополнительный акустический преобразователь с излучателем и приемником ультразвука, двухканальный коммутатор и сумматор, IIpM этом вход дополнительного а кусти ческого преобразователя соединен с генератором импульсов, а выходы обоих акустических преобразователей соединены с входами коммутатора, выход которого соединен с измерительным устройством, свя занным с сумматором.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого ультразвукового измерителя давления. Ультразвуковой иэмеритать давления содержит генератор импульсов 1, выход которого соединен со входом линии задержки 2 и с излучателями 3 основного 4 и дополнительного 5 акустических преобразователей, приемники 6 ультразвука, выходы которых соединены соответст» венно с входами двухканального коммутатора 7, измеритсльное устройство 8 и сумматор 9, при этом выходы коммутато»

1 1 1 О

2 Ч +с< (t Ею

Ь

V11

25 (2) где М1, Мй - скорость распространения ультразвуковых импульсов соответственно в рабочей жидкости и дистиллироьанной воде при номинальном значении температуры стабили- 35 зации (мыс};

1 - расстояние между излучателями и приемниками соответственно в рабочем и дополнительном акустических пре" 0 образоьателях (М);

- СОотьетствеННО Реальное и о номинальное значения темцературы акустических пре образ ователей; (fj(» «коэффициент заВисимости

4ю g скорости распространения ультразвуковых импульсов соответственно в рабочей жидкости и дистиллироьан50 ной воде (мlс град.).

Для полной компенсации влияния тем» пвратуры необходимо, чтобы приращения были равны по модулю и противоположны

55 по знаку.

Тогда ДТ +ьТ > = О.

1 (3)

Подставив выражения (1) и (2) в выражение (3) и сделав преобразования, 3 6843 ра 7 и линии задержки 2 соединены соответственно с входами измерительного устройства 8, выход которого соединен с входом сумматора 9.

Принцип работы устройства основан на использовании физического свойства присушего только воде — положительной зависимости скорости распространения ультразвуковых волн От повышения температуры.

При увеличении (уменьшении) температуры скорость прохождения ультразВуко-

Вых Волн через дистиллироВанную bony увеличивается (уменьшается), а через рабочую жидкость уменьшается (увеличиВается). При этом величины приращения информативных времен прохождения ультразвуковых импульсов через рабочую жидкость аТ, и дистиллированную воду gT>

Вызванные изменением температуры, сп20 редепяются следуюшнмн Выражениями:

Ч2 а

1а Ч

2 (4) Устройство работает следующим образом.

Генератор импульсов 1 генерирует импульсы, которые поступают на входы излучателей 3 рабочего 4 и дополнительного 5 акустических преобразователей и одновременно на вход линии задержки 2, величина которой равна времени прохожnews ультразвукового импульса через дополнительный акустический преобразователь, использующий в качестве рабочей жидкости дистиллированную воду при номинальном значении температуры стабилизации акустических преобразователей. При атом давление в дополнительном акустическом преобразователе поддерживается постоянным.

Измерение . давления происходит за дьа такта, При первом такте на вход измеритель» ного устройства 8 коммутируется сигнал с выхода приемника ультразвука 6 дополнительного акустического преобразователя 5. Измерительное устройство 8 измеряет временной интервал между импульсами, поступившими с линии задержки 2 и дополнительного акустического преобразователя 5. Результат измерения эано» сится в сумматор 9 со знаком плюс, если на вход измерительного устройства первым поступил импульс с выхода дополнительного акустического преобразователя

5, а затем с линии задержки 3. Если имел место обратный порядок поступления импульсов, то результат измерения зано сится в сумматор 9 со знаком минус .

При втором такте на вход измеритель ного устройства 8 коммутируется сигнал с выхода приемника ультразвука 6 рабо- чего акустического преобразователя 4.

Измерительное устройстьо измеряет временной интервал между импульсами, поступающими с линии задержки 2 и рабочего акустического преобразователя 4, который изменяется в зависимости от давления в контролируемой среде. Резуль тат измерения заносится в сумматор 9, где суммйруется с результатом предыду щего измерения. В итоге ошибка измере49 4 определяем в каком соотношении находятся расстояния между излучателем и приемником в рабочем и дополнительном акустических преобразователях: ния, вызванная изменением температуры, устран яетс я.

Ультразвуковой измеритель давления в жидких средах, содержаший последовательно соединенные генератор импульсов, акустический преобразователь с излучателем и приемником ультразвука, линию задерж ки и измерительное устройство, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью уве личения точности измерений путем умень» шения влияния температуры среды, в него введены дополнительный акустический

684349 реобразователь с излучателем и приемником ультразвука, двухканальный комму татор и сумматор, при этом вход дополнительного акустического преобрлзоватеФ о р м у л а и э о б р е т е н и я g ля соединен с генератором импульсов, а выходы обоих акустических преобразователей соединены с входами коммутатора, выход которого соединен с измерительным устройством, свазанным с сумматором., Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство % 457903, ил. G 01,4 11/00, 1975.

2. Авторское свидетельство

% 522427, щт. Ci Ol L 11/OO, 1976, (прототип) .

Составитель А. Зражевский

Редактор Л. Бибер Техред - М. Петко Корре)гор Т. Назарова

Заказ 5272/32 Тираж 1090 Подписное

IlHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4