Ультразвуковой измеритель относительной плотности растворов

 

ОП ИСАНИЕ 873106

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапнстических

Респубпик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) аивлено 29Л2. 80(21) 2892478/18-25 (5l ) NL. Кл. с присоединением заявки М.

С O l N 29/02 (аеударстмииый квиитет (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.81. Бюллетень М 38 . Дата опубликования описания 17 ° 10 81 ио делан изе4ретеиий и открытий (53) УДК548.137 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Т. Маликов, Ю.А. Дмитриев и Р.Н. Квет тй

Винницкий политехнический институт (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ

ПЛОТНОСТИ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к области ! неразрушающего койтроля и может быть использовано для измерения относительной плотности соков и сиропов сахарного производства.

Известен цифровой ультразвуковой измеритель плотности жидких сред; содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, усилитель, формирователь, трйргер, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора, первый каскад совпадения и первый умножитель частоты выполненный в виде двух счет1

«tS чиков, первые входы которых соединены между собой и подключены к выходу . синхронизатора, генератор калиброванной частоты, выход которого соединен со вторым входом второго счет20 чика первого умножителя частоты, второй каскад совпадения, счетчик, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора, а второйк выходу второго каскада совпадения, второй умножитель частоты, выполнен-. ный в виде двух счетчиков, вход второго из 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 Г1).

Однако 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, уси873106

55 литепь, формирователь, первый триггер, первый каскад совпадения, умножитель частоты, вьп|олненный s 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 счетчик, 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 пятью счетчик, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами

5 !

0 !

50 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 калиб", рованной частоты, счетчик 8, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, последовательно соединенные триггер 9, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора I 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 служит сигналом сброса для счетчиков 8,12,16, 18 и 19 и запускающим импульсом для генератора 2 зондирующих импульсов.

С выхода генератора колебания возбуждают излучатель 3, проходят через исследуемый сахарный раствор и возбуждают приемник 4. Далее импульс

5 .873 усиливается усилителем 5 и поступает на формирователь 6, который генерирует на своем выходе импульс с крутыми фронтами, поступающий на вход

2 триггера 9 и опрокидывающий его в состояние "0".

Таким образом, на выходе триггера

9 получается прямоугольный импульс, длительность которого равна времени распространения ультразвуковых коле- 10 баний в исследуемом сахарном растворе. Этот импульс служит импульсом сброса для счетчика 12, поступает на вход триггера 13 и одновременно на вход каскада 10 совпадения, 15 на другой вход которого поступают импульсы с выхода генератора 7. калиброванной частота, Выход каскада 10 совпадения соединен с входом счетчика 18 умножителя l! частоты. 20

В счетчике 18 фиксируется число, равное количеству импульсов, поступивших на его вход за время

30

Формула изобретения

4О Ультразвуковой измеритель относительной плотности растворов, содержащий последовательно соединеннь)е синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, 45 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 совпаде кал " 1

На вход счетчика 19 умнбжителя

ll частоты поступают импульсы с выхода генератора 7 калиброванной частоты.

Частота на выходе умножителя 11 частоты равна

f кал N<

10" где n — количество декад умножителя.

После умножения импульсы с частотой f> поступают на вход счетчика

12. Выход счетчика 12 емкостью Йсц4 соединен с выходом 2 триггера 13, на выходе которого формируется прямоугольный импульс длительностью tg

"сц. 1 "сч.I< )0 ч кал . "1 поступающий на вход каскада )4 совпадения, на другой вход которого подаются с выхода генератора 7 импульсы с частотой f> . Количество импульсов, получаемых на выходе каскада 14 совпадения, равно

Сц,1 к1 10

1 кал 1=

Импульсы с выхода каскада 14 сов.падения поступают на вход счетчика

)6 и .каскада 15 совпадения, на другой вход которого поступает прямоугольный импульс с выхода счетчика

16 емкостью Ncq4b. Причем задержка

106 6

t > поступления импульса на вход кас када 15 совпадения равна

1 сч.1ь

t кал

Количество импульсов, получаемых на выходе каскада 15 совпадения, фиксируемое в счетчике 8 равно

СЧ 1 10

N>--и икал Фв.г —.— — — мсч,кь кал ь1, Если установить Й „

101 . и и „ =Ь, то в счетчике 8 будет зафиксировано число, соответствующее относительной плотности концентрации сухих веществ исследуемого сахарного раствора k т.е.

k = ас-Ь

0 где с =

tq — скорость распространения ультразвуковых колебаний в исследуемом сахарном растворе а,Ь вЂ” коэффициенты, зависящие от вида раствора и его температуры, Точность измерения относительной плотности сахарных раство)5ов определяется выбором 11 ал, длиной измерительной базы 6 и точностью установки Мс„<9:и йсч4ь соответствующими коэффициентами а и Ь.

Предлагаемый измеритель позволяет производить непрерывный контроль относительной плотности движущихся потоков сахарных растворов в лабораторных и производственных условиях, обеспечивает непосредственную цифровую индикацию относительной плотности.

7 873)06 8 Иия и второго счетчика, схему сброса, тьим каскадом совпадения, первый и первый вход которой соединен с выхо- второй входы которого подключены дом синхронизатора, подключенным . соответственно к выходам второго также ко второму входу первого триг- каскада совпадения и пятого счетчика, гера, второй вход — с выходом первого g. а выход — ко второму входу четвертотриггера, а .выход — с входом третве- ro 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 экспертизе щения точности измерения, он снаб- >о 1. Авторское свидетельство СССР жеи пятым счетчиком, первый и второй В 792135, кл. G 01 N 9/00, 17.10 ° 79 входЬ1 которого соединены соответст- 2. Авторское свидетельство СССР веино с выходами синхронизатора и М 626410, кл. G Ol N 29/04, 1977 второго каскада совпадения, и тре- (прототип),