Устройство для автоматического измерения скорости ультразвука в жидкостях в пробоотборной линии

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля состава технологических жидких сред по скорости ультразвука. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности исследования неоднородных по плотности жидкостей и повышение точности измерений. Устройство снабжено детектором 12, компаратором 13, блоком 14 управления, коммутатором 9, блоком 10 памяти и клапаном 16. При превышении заданного уровня помех клапан 16 закрывает доступ потоку жидкости в пробоотборную линию 17, в блоке 10 памяти устанавливается сигнал, полученный в момент начала отхода. После стабилизации условий распространения акустического сигнала автоматически возобновляется прохождение жидкости через датчик 2. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU„, > 55201

А1 (51) 5 G 01 Н 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕЧЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4349389/25-28 (22) 24.12.87 (46) 23.03.90. «Бюл. № 11 (71) Научно-производственное объединение "Союзцветметавтоматика" и Московский институт химического машиностроения (72) Л.А.Кондрашов, Н.И.Бражников, M.Â.Êóëàêîâ и Ю.Л.Романов (53) 534.22 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 593135, кл. С 01 N 29/04, 1976.

Разработка концентратомера серной кислоты. — Отчет о НИР. Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт "Цветметавтоматика".

М., 1977, с.35-45.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА В ЖИДКОСТЯХ В ПРОБООТБОРНОЙ ЛИНИИ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля соста ва технологических жидких сред по скорости ультразвука. Цель изобретения — расширение области применения за счет обеспечения возможности исследования неоднородных по плотности жидкостей и повышение точности измерений. Устройство снабжено детектором 12, компаратором 13, блоком 14 управления, коммутатором 9, блоком

10 памяти и клапаном 16. При превышении заданного уровня помех клапан

1552016 где Т с

Й

16 закрывает доступ потоку жидкости

В робоотборную линию 17, в блоке 10 памяти устанавливается сигнал, полученный в момент начала отхода. После

Изобретение относится к контроль««о-измерительной технике и может быть

««спользовано при контроле состава технологических жидких сред по скорости ультразвука.

Цель изобретения — расширение обЙасти применения за счет обеспечения

««озможности исследования жидкостей, ««еоднородных по плотности, и повыше««ие точности измерений.

На фиг.1 изображена структурная

< хема устройства, на фиг.2 — структурная схема блока управления.

Устройство для автоматического

Измерения скорости ультразвука соф ержит последовательно соединенные

«"åíåðàòîð 1 импульсов, акустический датчик 2, включающий излучающий и

««риемный преобразователи 3 и 4, уси« итель 5, выходной каскад 6, триггер

Ю преобразователь 8 время — напря«« ение, коммутатор 9, блок 10 памяти

«« регистратор 11, последовательно соединенные детектор 12, вход которого

««одключен к выходу усилителя 5, ком«1аратор 13 и блок 14 управления, « омпенсатор 15 и клапан 16, На фиг. 1 также показана пробоотборная линия

17, на которой устанавливаются акустический датчик 2 и клапан 16. Второй бход триггера 7 соединен с.выходом генератора 1 импульсов, выход компен атора 15 подключен к первому входу коммутатора 9, первый и «зторой выхо ы блока 14 управления соединены, соОтветственно, с вторым входом коммугатора 9 и управляющим входом клапана 16.

Блок 14 управления содержит после.довательно соединенные согласующий каскад 18, .вход которого является

Входом блока 14 управ««ения, дополнительный усилитель 19 и преобразователь 20, выходы согласующего каскада

18 и преобразователя 20 являются первым и вторым выходами блока 14 управ/ ления, соответственно. Конструкция преобразователя 20 определяется типом клапана. Например, пневматическому клапану соответствует электростабилизации условий распространения акустического сигнала автоматически возобновляется прохождение жидкости через датчик 2. 2 ил. пневмопреобразователь, а электрическому клапану - тиристор или реле.

Устройство работает следующим образом.

Расстояние между акустическими преобразователями 3 и 4 датчика 2 выбирается в соответствии с неравенством

1L 2д

0 01 Т (— — — — пТ (ппп (0 05Т

Ф У

20 период следования импульсов; скорость ультразвука в контролируемой жидкости; скорость ультразвука в материале мембран расстояние между мембранами акустических головоК датчика« толщина мембран акустических головок, 1 2ó3ó à e ° °

Выражение под знаком модуля в неравенстве может быть положительным или отрицательным. Соответственно, работа устройства в одном и в другом случае различна. Описание действия устройства ведется для случая, когда выражение под знаком модуля положи40 тельно, в .скобках дано описание для второго случая.

Генератор 1 вырабатывает стабильные по частоте импульсы ударного возбуждения, которые поступают на

45 первый вход триггера 7, открывая (закрывая) его, и на иэлучани««ий акустический преобразователь 3. Импульсы, прошедшие через контролируемую жидкость, приемным акустическим преобразователем 4 преобразуются в электрические сигналы, которые усиливаются усилителем 5, формируются выходным каскадом 6 и поступают на вход установки нуля (единицы) триггера 7, закрывая (открывая) его. Импульсы триггера 7, длительность которых пропорциональна (обратно пропорциональ-. на) времени распространения ультразвуковых колебаний в контролируемой

15$ среде, преобразуются в постоянное напряжение преобразователем 8 времянапряжение. Если амплитуда принимаемого сигнала достаточна для надежной работы устройства, сигнал с выхода преобразователя 8 время — напряжение через нормально замкнутые контакты коммутатора 9 и блок 10 памяти, который работает в данном случае в режиме повторителя, поступает на вход регистратора 11. Постоянная составляющая выходного сигнала преобразователя 8 время — напряжение устраняется компенсатором 15 ° При уменьшении амплитуды принимаемого ультразвукового сигнала ниже допустимого, наперед заданного уровня, определяемого амплитудой возможных помех, напряжение на выходе детектора 12 уменьшается, срабатывает компаратор 13 и на блок 14 управления поступает сигнал об отказе устройства. При этом блок управления воздействует на клапан 16, установленный на выходе пробоотборной линии

17,- и закрывает его, а также на коммутатор 9, разрывая цепь преобразователь 8 время — напряжение — блок, 10 памяти. На блоке 10 памяти фиксируется сигнал, полученный непосредственно в момент начала отказа. После закрытия клапана 16 движение жидкости в датчике 2 прекращается. Факторы, препятствующие распространению ультразвуковых колебаний (газовая или твердая фаза, вихревые движения жидкости с отличающейся плотностью), постепенно исчезают из зоны прозвучивания, условия для распространения волн улучшаются и амплитуда сигнала, поступающего на приемный акустический .преобразователь 4, постепенно увеличивается. Ось, проходящая через центры излучающей и приемной акустических головок, должна располагаться в горизонтальной плоскости. Как только

2016

6 амплитуда принимаемого ультразвукового сигнала превысит задаваемый уровень, достаточный для надежной рабоS ты устройства, срабатывает компаратор, клапан открывается, запоминающее устройство переходит в режим работы повторителя и непрерывные измерения в потоке возобновдяются. !

О:Формула изобретения

Устройство для автоматического измерения скорости ультразвука в жидкостях в пробоотборной линии, содер15 жащее последовательно соединенные генебатор импульсов, акустический датчик, включающий излучающий и приемный электроакустические преобразователи и предназначенный для установки

20 на пробоотборной линии, усилитель и выходной каскад, триггер, первый вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, второй вход .подключен к выходу выходного

H каскада, преобразователь время - на« .пряжение, вход которого соединен с выходом триггера, компенсатор и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я

1 тем, что, с целью расширения области

30 применения и повышения точности измерений, оно снабжено последовательно соединенными детектором, компаратором и блоком управления, последовательно соединенными коммутатором и блоком памяти и клапаном, предназначенным для установки на пробоотборной линии, вход детектора подключен к выходу усилителя, вход коммутатора соединен с выходами преобразователя время—

gg напряжение и компенсатора, первый и второй выходы блока управления соединены с входами коммутатора и клапана соответственно, а выход коммутатора подключен к входу блока памяти, 5 выход которого соединен с.входам регистратора.

1552016

Фиа 2

Составитель Д.Широчин

Техред А, Кравчук Корректор Т,Малец

Редактор А.Шандор

Заказ 323

Тираж 418

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101