Акустический регистрирующий преобразователь

 

r- „ рч пиен нс ;;-„;.;е.ная

ОП И

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соиетскик

Социалистическими

Республик (ц 7Î2271 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено01.08.77 (21) 2514312/18-25 (51)М. Кл.

G 01 М 11/16 с присоединением заявки М (23) Ввудвретвевыв квинтет

CCCP ао дами кМретеивк и впрыта1

Приоритет

Опубликовано 05 12 79. Бюллетень М 45 (53) УДК 532.137 (088.8 ) Дата опубликования описания 07.12.79

В. А. Гречишкин, В. А., Ломовской, А. А. Павлов и В. Б. Попов, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АКУСТИЧЕСКИЙ РЕГИСТРИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к технике неразрушающих методов контроля состава и свойств жидких продуктов. Оно может быть применено для фиксапии момента реверсирования движения тела в среде, например, 3 измерительного зонда апериоднческих вискозиметров, используемых для контроля тех» нологнческих пропессов, протекающих при высоких давлениях и температурах в химической, нефтехимической, пищевой и дру» гих отраслях промышленности.

Известен регистрирующий преобразователь, применяемый во многих аперйодичес,ких вискозиметрах.

РегистрИрующий преобразователь состоит иэ постоянного магнита, помещенного снаружи нли внутри измерительного зонда и двух магнитоуправляемых контактов (герконов). При попадании геркона в магнит» ное поле (одно as крайних положений зон да), он замыкается, после чего с электронного блока на возбуждающую тотему виокозиметра подается сигнал íà pesepcapoвание движения измерительного зонда.При

2 переходе зонда в другое крайнее положе» ние срабатывает второй геркон и движение иамерктельного зонда вновь реверсируется. Временной интервал между срабатыванием контактов пропорпионален вязкости контролируемой среды.

Недостатком известных регистрирую

max преобразователей является низкая величина рабочих температур.

Ближайшим техническим решением яв ляется акустический регистрирующий пре обраэователь, содержащий генератор, акустическую. систему, включающую nepenaloщий н два приемных пьезопреобраэоватеas с акустнческим экраном, связанным с иэм.ритэльным зондом, корпус.

В одном иэ рабочих положений измерн. тельного зойда происходит экранкрование акустического сигнала через среду, электрический сигнал HB выходе одного as при емных пьеэопреобразователей пропадает и с электронного блока вискознметра на аиэ возбуждающую систему поступает сиг над на реверсирование движения измери

702271

3 . Тельного зонда. При достижении зондом другого крайнего положения пропадает сигнал на втором приемном пьезопреоб разователе и движение измерительного зонда вновь реверсируется. Временной ин- 5 тервал между моментами реверсированчя движения зонда пропорпионален вязкости контролируемой среды и измеряется иамерителем временных интервалдв.

Недостатками известного акустического преобразователя являются orраничение рабочей температуры сверху, обусловленное типом применяемых пьеаоэлементов, а также сложность выполнения их взрывозащищенной конструкции.

Н апр имер, применение пьеаоэлемеытэь, из. йьезокерамики типа UTC-19 допускает работу вискоаиметра при температуре р .ъ.

+ 280 С„а применение кварпевых пьезоэлементов - при температуре + 550 C.

Кроме того, во взрывоопасных средах

t требуется выполнять пьезопреобразовате ли во взрывозащищенном исполнении, что делает коиструкпию измерительного преоб

25 разователя вискозиметра громоздкой, сложной и малоудобной для монтирования в труднодоступиых участках.

Ueaa предлагаемого изобретения - ресширение диапазона рабочих температур. зо

Лля этого акустическая система выполнена в виде экспоненциального концентратора, закрепленного в герметизирующей. стенке корпуса, большее основание кото рого жесжо соединено с передающим пье3S зопреобразователем через звукопровод, а меньшее основание расположено в исследуемой среде и раздвоено на волноводные петли, акустически связанные с двумя приемными пьезопреобразователями через

40 закрепленные в герметизирующей стенке, два других экспоненпиальных концентратора, большее основание которых расположено в исследуемой среде против торцов волноводных нетель, причем между боль»

45 шим основанием концентраторов и торпами волйоводных петель вь полнены зазоры, для введения -акустического экрана.

На чертеже представлена схема предлагаемого акустического регистрирующе50 го преобразователя.

Акустический регистрирующий преобразователь содержит генератор 1, на выход которого подключен передающий пьеаопреобразователь 2, жестко прикрепленный к авукопроводу 3, заканчивающемуся акспоненпиальным акустическим концентратором

4, герметично выведенным в исследуемую среду через герметизирующую стенку 5, ь ляющуюся одной иа сторон.герметичногю корпуса 6 измерительного преобразователя вискозиМетра.

Нижняя часть концентратора 4, находящаяся в исследуемой среде, раздваивается на две цилиндрические водноводные Г петли 7 и 8, торцы которых находятся против больших оснований экспоненциальных концентраторов 9 и 10, аакрепленных по узловой плоскости в герметизирующей стенке 5, через которую также выведен кронштейн J,1, с закрепленным на нем при помощи камневых опор 12, измерительным зондом 13 и удлиненный магнитпровод 14, на верхнем конде которого, находящемся в корпусе 6, закреплена возбуждающая катушка 15, соединенная с блоком 16 обработки информации вискозиметра.

Меньшее основание концентраторов 9 и 10 жестко соединено с приемными пьезопреобрааователями 17 и 18, электрические выходы которых подключены на вход блоха 16 обработки информации.

Между торцами волноводных петель 7 и 8 и большими основаниями концентраторов 9 и 10 вьпюлнен аазор, куда входит акустический экран 19, прикрепленный к измерительному зонду вискозиметра 13.

Акустический регистрирующий преобразователь работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает синусоидальное (или импульсное) напряжение, которое поступает на передающий пьезопреобразователь 2, где энергия электрического сигнала преобразуется в механические колебания, которые, распространяясь по звукопроводу 3, усиливаясь экспоненпнальным конпентратором 4, распространяясь по волноводным петлям 7 и 8, а затем - через исследуемую среду и усиливаясь экспоненциальными конпентраторами 9 и 10, до стигают приемных пьезопреобразователей

17 и 18, где преобразуются снова в электрические колебания, которые подаются в блок 16 обработки информации.

При достижении измерительным аондом

13 одного из крайних положений (например, левого), акустический путь через зазор в.левой волноводной петле 7 экранируетси акустическим экраном 19; что приводит к исчезновению сигнала на прием,ф .ном пьезопреобразова еле.17 и на выходе блока 16 обработки информации вырабатывается сигнал, изменяющий направление тока в катушке 15 возбуждения, по не

5 7022 чего движение измерительного зонда 13 реверсируе тся.

При достижении измерительным зондом крайнего правого положения, экранируется акустический путь в зазоре правой волноводной петли 8,.что приводит к acr чезновению сигнала на выходе приемного пьеэопреобразователя 18, к выработке на выходе блока обработки информации, сигнала противоположной по лярности, к 10 изменению направления тока в катушке и, в конечном итоге, к изменению направления движения измерительного зонда 13.

Временной интервал между моментами реверсирования, пропорциональный величи» не вязкости исследуемой среды, измеряется блоком 16, обработки информации.

Ввиду того, что длины звукопроводФ 3 и концентраторов 9 и 10 могут выбираться любыми, как и длина корпуса 6; пере- 0 дающий 2 и приемные 17 и 18 пьезопреобразователи выносятся иэ контролируемой среды в герметичный корпус на значительное расстояние, что позволяет обес25 лечить работу вискозиметра в средах, находящихся при температурах, значительно превышающих рабочие температуры пьезо реобразователей, Это дает возможность, использовать дешевые обладающие высокой

30 чувствительностью пьезоэлементы из пьезокерамики типа ЦТС-19 вместо дорогих кварцевых, турмалиновых или ситалловых пье зопрео бр азов ател ей.

Кроме того, применение предлагаемого акустического регистрирующего преобразователя значительно упрощает конструкцию измерительного преобразователя вис71 о козиметра, так как в контролируемой среде в данном случае рядом с измерительным зондом накодятсъ лишь две пилиндрические волноводные петли вместо четырех.лп еэопреобразователей, конструкция которых во взрывозащищенном исполчении довольно сложна и громоздка. фо рм ул а изобретения

Акустический регистрирующий преобразователь, содержащий генератор, акустическую систему, включающую передающий и два приемных пьеэопреобразователя с акустическим экраном, связанным с измерительным зондом, корпус, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих температур, aiycтическая система преобразователя выполнена в виде экспоненциального концентра тора, закрепленного в. герметизирующей стенке корпуса, большое основание которого жестко соединено с передающим пьезопреобразователем через звукопровод, а меньшее основание расположено в исследуемой среде и раздвоено на волноводные петли, акустически связанные с двумя приемными пьезопреобразователями через закрепленные в герметизирующей стенке два других экспоненциальных концентратора„большее, основание которых расположено в исследуемой среде против торцов волноводных петель, причем между боль шим основанием:конпентраторов и торце4ii волноводных петель выполнены зазоры для введения акустического экрана.

Составитель H. Плотникова

Редактор Б. Павлов Техред Н. Ковалева . Корректор

Заказ 7579/40 Тираж 1073 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Уяфород, ул. Проектнаа, 4