Измеритель скорости звука

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости звука в жидких средах. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет уменьшения теплообмена в измерительном объеме и сохранения термобарокомпенсации длины акустической базы. Измеритель снабжен двумя компенсационными цилиндрами 5 и 6 и подвижной и неподвижной опорами. Плоскость неподвижной опоры совмещена с плоскостью внутренней поверхности протектора 4. Подвижная опора размещена между компенсационными цилиндрами. Внешний компенсационный цилиндр 6 соединен с плоским отражателем и имеет фигурный вырез, образующий проточный измерительный объем, а расстояние между опорами определяется по расчетной формуле . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 Н 5/00

ГОСУДАРСТВЕН.ЗЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4686179/28 (22) 03.05.89 (46) 07.06.91. Бюл. ЬЬ 21 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро "Турбулентность" при Донецком государственном университете (72) С.П.Клопенко (53) 534.22 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1270583, кл. G 01 H 5/00, 1986 . (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ЗВУКА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости звука в жидких средах.

Цель изобретения — повышение точности

„, 5U „„1654676 А1 измерений за счет уменьшения теплообмена в измерительном объеме и сохранения термобарокомпенсации длины акустической базы. Измеритель снабжен двумя компенсационными цилиндрами 5 и 6 и подвижной и неподвижной опорами. Плоскость неподвижной опоры совмещена с плоскостью внутренней поверхности протектора 4. Подвижная опора размещена между; компенсационными. цилиндрами.

Внешний компенсационный цилиндр 6 соединен с плоским отражателем и имеет фигурный вырез, образующий проточный измерительный объем, а расстояние между опорами определяется по расчетной форму- . ле. 2 ил.

1654676

Изобретение относится к измеритель-ной технике и может быть использовано для измерения скорости звука в жидких средах, Цель изобретения — повышение точности измерений за счет уменьшения теплообмена в измерительном объеме и сохранения термобарокомпенсации длины акустической базы при плавном ее изменении.

На фиг,1 показан измеритель, продольный разрез; нэ фиг,2 — принцип работы термобарокомпенсационных цилиндров, Измеритель состоит из цилиндрического корпуса 1, в торце которого расположен электрически соединенный с электронным блоком 2 обратимый электроакустический преобразователь 3, защищенный протектором 4, На корпусе 1 размещены соосно с ним тонкостенные внутренний 5 и внешний

6 компенсационные цилиндры, часть внешнего компенсационного цилиндра 6 удале-на, образуя проточный измерительный объем, минимально ограничивающий измеряемый поток жидкости, на торце оставшейся соединительной части 7 внешнего компенсационного цилиндра 6 установлен соосно протектору 4 плоский отражатель 8.

Неподвижная опора представляет собой размещенные в плоскости внутренней стороны протектора 4 диаметрально друг другу стопорные винты 9 и 10, одновременно являющиеся направляющими для продольного перемещения внешнего компенсационного цилиндра 6. Подвижная опора, соединяющая внешний 6 и внутренний 5 компенсационные цилиндры, представляет собой размещенные в одной плоскости диаметрально друг другу в отверстиях регулятора 1 1 штифты 12 и 13, заходящие в пазы ходовой двухзаходной резьбы, выполненной на внешней стороне внутреннего 5 и внутренней стороне внешнего 6 компенсационных цилиндров. Кольцо 14 фиксирует после настройки местоположение перемещаемой опоры винтами 15 и 16.

Измеритель работает следующим образом, 3лектронный блок 2 измерителя скорости звука генерирует электрический импульс, возбуждая обратимый электроакустический преобразователь 3, который излучает акустический импульс, проходящий через протектор 4 в исследуемую жидкость, проходит мерную базу 4 и, отразившись от отражателя 8, возвращается на преобразователь 3, вырабатывающий электрический импульс, поступающий в электронный блок 2 и служащий командой для генерации последующего возбуждающего преобразователь 3 электрического им-5

40 пульса, Таким образом возникает синхрокольцо..

Так как для точной работы измерителя необходимо выдерживать постоянство установленной длины акустической базы @, компенсируя дестабилизирующее воздействие температуры и давления, в измерителе предусмотрена компенсация дестабилизирующего влияния этих факторов, основанная на обеспечении постоянства длины акустической базы за счет равных температурных и барических приращений длин компенсационных плеч, в одно из которых входит акустическая база, а направления удлинения этих плеч противоположны друг другу относительно опорной плоскости.

Одно плечо образованоустановленным соосно с корпусом 1 внутренним компенсационным цилиндром 5, имеет длину (от неподвижной опоры 9, 10, установленной в плоскости внутренней стороны протектора 4, до установленной между цилиндрами 5 и 6 подвижнол опоры 12, 13, причем внутренний компенсационный цилиндр 5 свободно расширяется относительно плоскости неподвижной опоры 9, 10, перемещая размещенную на нем подвижную опору 12, 13. Второе компенсационное плечо f1 образовано внешним цилиндром 6, его соединительной частью 7 и отражателем 8 с длиной плеча Й1 от внутренней плоскости отражателя 8 до плоскости перемещаемой опоры 12, 13, свободно расширяющегося в сторону, противоположную направлению расширения компенсационного плеча 1от плоскости, проходящей через подвижную опору 12, 13, Условие неизменности установленной длины акустической базы заключается в выполнении равенства 2 Е1

СЙ <2 Е2 — Е1

1 где G1 (а ) — температурный коэффициент линейного расширения материала внешнего. (внутреннего) цилиндра 5 (6);

Е1 (E2) — модуль Юнга материала внешнего (внутреннего) цилиндра 5 (6), Толщины стенок компенсационных цилиндров должны быть такими, чтобы их скорости отклика на температурное воздействие были одинаковыми и не приводили к увеличению погрешности во время прохождения измерителя через, например, термоклин во время промеров в морской воде, Для компенсации погрешностей, вносимых протектором и временем задержки, принята такая компоновка компенсационных плеч, в которой учитывается воздейст1654676

Составитель Д. Широчин

Редактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор Q Ципле

Заказ 1945 Тираж 319 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101 вие протектора, а компенсация паразитного влияния времени задержки в электронных цепях после ее определения производится коррекцией длины акустической базы, уменьшаемой на величину, эквивалентную време- 5 ни задержки в электронных цепях измерителя.

Формула изобретения . Измеритель скорости звука, содержащий цилиндрический корпус, размещенный 10 в торце корпуса протектор, прилегающий к внутренней поверхности протектора обратимый электроакустический преобразователь, электронный блок. электрически связанный с обратимым электроакустиче- 15 ским преобразователем, и отражатель, соосно противолежащий протектору, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения теплообмена в измерительном объеме и сохранения тер- 20 мобарокомпенсации длины акустической базы при плавном ее изменении, он снабжен соосными корпусу внутренним и внешним компенсационными цилиндрами, . подвижной и неподвижной опорами, внут- 25 ренний компенсационный цилиндр закреплен на корпусе измерителя неподвижной опорой, плоскость которой совмещена с плоскостью внутренней поверхности протектора, подвижная опора размещена между компенсационными цилиндрами, внешний компенсационный цилиндр соединен с соосным протектору плоским отражателем и имеет фигурный вырез, образующий проточный измерительный обьем для свободного протока жидкости. а величина расстояния между плоскостями подвижной и неподвижной опор удовлетворяет условию

f = (Б ч- п ), = (Ц + Гп} где t — расстояние между плоскостями подвижной и неподвижной опор;

1ь — расстояние между наружной плоскостью протектора и внутренней плоскостью отражателя;

4 — толщина протектора; а () — температурный коэффициент линейного расширения материала внешнего (внутреннего) цилиндра;

Е t (Е ) — модуль Юнга материала внешнего (внутреннего) цилиндра,