Ультразвуковое устройство для контроля параметров жидкости

 

ОП КСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 926590

Союз Советских

Социапнстических

Респубпик (6i ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25 ° 09. 80 (21) 2988627/25-28 (5 I ) М. Кл.

G 01 и 29/02 с присоединением заявки М—

Государственный квинтет (23) Приоритет но делан изобретений н открытнй

Опубликовано 07. 05. 82, Бюллетень М 1 7

Дата опубликования описания 07.05.82 (53) УДЫ 534.14 (088.8) Б.А. Белинский, В.ф. Ноздрев, Е.П. Тетерин и Н.Д. Чекунова (72) Авторы изобретения (Всесоюзный заочный машиностроительный ин ит .т (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к техничес-! кой акустике и может быть использовано для исследования физико-химических свойств жидкости в химической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для контроля параметров жидкости, содержащее синхронизатор, автоклав с преобразователем, приемники, с лектор и временной анализатор 11 1.

Недостатком известного устройства является невозможность измерения плотности.

Наиболее близкое к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату ультразвуковое устройство для контроля параметров >кидкости содержит генератор колебаний, автоклав с преобразователем и поршнем-отражателем, последовательно соединенные детектор, вход которого соединен с преобразователем, усилитель, формирователь импульсов и счетчик, а также осциллограф !? 1, Недостатком известного устройства является невозможность измерения плотности и низкая производительность, так как необходимо отдельно измерять время падения поршня.

Цель изобретения — повышение производительности контроля и обеспечение определения плотности.

Поставленная цель достигаеТся тем, что устройство снабжено первым блоком согласования, включенным между генератором колебаний и преобразователем, вторым блоком согласования, включенным между преобразователем и детектором, последовательно соединенными схемой запрета, вход которой соединен с выходом формирователя импульсов, ключом, обмоткой управления и герконом, первый контакт которого предназначен для подключения к соленоиду, последовательно соединенными блоком регулировки стабилизации напряжения, и измерительным прибором, выход которого подключен

92659

3 к второму контакту, схемой установки "0", выход которой соединен с входом ключа, схемой запрета индикации, включенной между формирователем импульсов и измерительным 5 прибором и соединенный с схемой установки "Он» первым частотомером, вход которого соединен с выходом генератора колебаний, и вторым частотомером, включенным между формирова- 10 телем импульсов и генератором колебаний.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 колебаний, автоклав 2 с преобразователем 3 и поршнем-отражателем 4, последовательно соединенные детектор 5, вход которого соединен с преобразователем 3, усилитель 6, формирователь 7 импульсов и счетчик 8, осциллограф 9, первый блок 10 согласования, включенный между генератором

1 колебаний и преобразователем 3, второй блок ll согласования, включенный между преобразователем 3 и детектором 5 последовательно соединенные схему 12 запрета, вход которой соединен с выходом формирователя 7 импуль30 сов, ключ 13, обмотку 14 управления и геркон 15, контакт которого подключен для подключения к соленоиду 16, измерительный прибор 17, соединенный с вторым контактом геркона, и блок

l8 регулировки стабилизации напряжения, выход которого подключен к измерительному прибору 17.

Кроме того, устройство включает схему 19 установки "0", выход которой через источник 20 напряжения соеди40 ,нен с входом ключа 13, и схему 21 запрета индикации, включенную между формирователем 7 импульсов и измерительным прибором 17 и соединенную с схемой 19 установки "0".

К выходу генератора 1 колебаний подключен частотомер 22. Между формирователем 7 импульсов и генератором 1 включен частотомер 23, а между усилителем 6 и осциллографом 9 - буферный каскад 24.

Устройство работает. следующим образом.

Непрерывные высокочастотные колебания с выхода генератора 1 колеба- 55 ний Высокой частоты через блок 10 согласования поступают на преобразователь 3 автоклава 2, который преоб0 4 разует электрические колебания в акустические волны соответствующей частоты в жидкости. Между преобразователем 3 и торцом поршня-отражате ля 4, находящегося в крайнем верхнем положении, устанавливается стоячая волна. Перемещение поршня 4 в крайнее верхнее положение производится электромагнитной силой, дейГ ствующей на поршень со стороны соленоида 16, при подаче íà его обмотку постоянного напряжения с выхода блока 18 регулировки стабилизации напряжения через геркон 15.

При уменьшении тока положение равновесия нарушается, и поршеньотражатель 4.начинает двигаться вниз.

С этого момента преобразователь 3 начинает реагировать на изменение фазы стоячей волны в соответствии с перемещением поршня"отражателя 4, амплитудно модулируя непрерывные высокочастотные колебания Генератора 1. Промодулированные таким образом колебания через блок 11 согла" сования поступают .на амплитудный детектор 5, который выделяет огибающую. Полученный низкочастотный сигнал усиливается усилителем 6 низкой частоты. Далее сигнал через буферный каскад .24 идет на светолучевой о осциллограф 9,.где записывается на фотобумагу в течение всего процесса падения поршня-отражателя 4. ПО полученной осциллограмме выполняется расчет коэффициента поглощения ультразвука.

С второго выхода усилителя 6 низкой частоты низкочастотный сигнал передается на формирователь 7 импульсОВ» с ОднОГО из выхОдОв кОтОрОГО прямоугольные сигналы поступают на счетчик 8 импульсов с цифровой индикацией. flo числу импульсов, соответствующих максимумам акустической стоячей волны на известной длине хода поршня-отражателя 4, рассчитывается скорость ультразвуковой волны в исследуемой жидкости..

По отношению высокой частоты генератора 1 к частоте следования прямоугольных импульсов с формирователя

7 импульсов, индикация которого осуществляется на цифровом табло частотомера 23, рассчитывается вязкость исследуемой жидкости.

С третьего выхода формирователя 7 импульсов импульсы поступают на вход

5 926 схемы 12 запрета и вход схемы 21 зай- рета индикации ° Первым импульсом, соответствующим началу движения поршня- отражателя 4, запускается схема 12 зайрета, включающая ключ

13, через который от источника 20 напряжения начинает течь ток по обмотке 14 управления геркона 15. Последний разрывает цепь питания соленоида 16, ток прекращается, и на поршень-отражатель 4 перестает действовать электромагнитная сила.

Происходит свободное падение поршня. Тем же импульсом запускается . схема 21 запрета индикации, которая вырабатывает запрещающий потенциал, подаваемый на ключи индикации измерительного прибора 17 с целью . стабилизации цифровой индикации значения тока, соответствующего моменту нарушения равновесия поршня-отражателя 4. По полученным таким образом значениям тока осущЪствляется расчет плотности исследуемой жидкости °

Схема 19 установки "0" служит для возврата ключа 13 и схемы 21 в исходное состояние.

Предлагаемое устройство позволяет повысить производительность контроля параметров жидкости - скоростти, коэффициента поглощения ультразвука, вязкости и плотности за время одного хода поршня-отражателя иэ крайнего верхнего в крайнее нижнее положение .

Формула изобретения

Ультразвуковое устройство для контроля параметров жидкости, содержащее генератор колебаний, автоклав. с преобразователем и поршнем-отража590 .б телем, последовательно соединенные детектор, вход .которого соединен с преобразователем, усилитель, формирователь импульсов и счетчик, а также осциллограф, о т л и ч а ющ е е с я тем,что, с целью повышения производительности контроля и обеспечения определения плотности, оно снабжено первым блоком согласо10 вания, включенным между генератором колебаний и преобразователем, вторым блоком согласования, включенным между преобразователем и детектором, последовательно соединенными схемой

15 запрета, вход которой соединен с выходом формирователя импульсов, ключом, обмоткой управления и герконом, первый контакт которого предназначен для подключения к соленои- .

2о ду, последовательно соединенными блоком регулировки стабилизации напряжения и измерительным прибором, выход которого подключен к второму контакту геркона, схемой установки

23 "0", выход которой соединен с входом ключа, схемой запрета индикации,. включенной между формирователем импульсов и измерительным прибором и соединенной с схемой установки "0", Эв первым частотомером, вход которого соединен с выходом генератора колеа баний, и вторым частотомером, включенным между формирователем импульсов и генератором колебаний.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 168556, кл. G 01 и 29/02, 1965. 2. Белинский Б.А. и др. Методика

4() измерения сдвиговой вязкости и скорости ультразвука в жидкостях по счету импульсов, Сб, "Ультразвуковая техника", вып. Г 4, НИИМАШ, 1965 ,(прототип).