Устройство бесконтактного измерения концентрации растворов

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения концентрации загрязненных жидкостей в гидрометаллургической, обогатительной и других отраслях промышленности. Устройство состоит из узла очистки растворов, включающего фильтр-отстойник и газоотделитель, и измерительного узла, включающего измерительную кювету, пьезоэлектрический преобразователь и дефектоскоп. Измерительная кювета состоит из крышки с ребрами и прикрепленного к ней вкладыша с отверстиями для пьезоэлектрического преобразователя, при этом в крышке кюветы сделано полированное углубление по размеру пьезоэлектрического преобразователя, а толщина крышки в углублении равна длине полуволны. Пьезоэлектрический преобразователь прижат к крышке кюветы стаканом с мелкометрической резьбой. Достигаемым техническим результатом является возможность бесконтактного измерения концентрации растворов. 4 ил.

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения концентрации загрязненных жидкостей, например, растворов солей, кислот, щелочей (гидроокисей лития, калия, натрия) в гидрометаллургической, обогатительной и других отраслях промышленности.

Известен ультразвуковой датчик измерителя параметров жидких смесей в трубопроводе по авт. св. N 1820318, МКИ G 01 N 29/02, 29/22, 1993 г, содержащий пьезоэлемент, контактирующий с трубопроводом, выполненный в виде пластины, и пресс, состоящий из двух колодок, охватывающих трубопровод и соединенных между собой ходовыми винтами, причем пьезоэлемент и звукопровод установлены в отверстии колодки пресса.

Недостатком данной конструкции является низкая точность измерения.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту - прототип, является измеритель концентрации по авт. св. 1430872, МКИ G 01 N 29/02, 1988 г, содержащий пьезоэлемент, контактирующий с трубопроводом, выполненный в виде пластины, и пресс, состоящий из двух колодок, охватывающий трубопровод и соединенных между собой ходовыми винтами и установленный в плоскости сечения трубы.

Недостатком измерителя является низкая точность измерения.

Задача изобретения - повышение точности измерения концентрации растворов.

Это достигается тем, что измерительный узел выполнен в виде кюветы, состоящей из крышки с ребрами и прикрепленного к ней вкладыша с отверстиями для пьезоэлектрического преобразователя, при этом в крышке кюветы сделано полированное углубление по размеру пьезоэлектрического преобразователя с толщиной крышки в углублении, равной длине полуволны, а пьезоэлектрический преобразователь прижат через слой контактной смазки к крышке стаканом с мелкометрической резьбой.

Указанная совокупность признаков является новой и обладает изобретательским уровнем так как за счет конструктивных особенностей обеспечивается бесконтактное измерение концентрации растворов.

На фиг. 1 представлено устройство измерения концентрации; на фиг. 2 - кювета; на фиг. 3 - крышка кюветы с втулкой и стаканом.

Устройство состоит из узла очистки растворов 1, включающего фильтр-отстойник 2 , газоотделитель 3, и узла измерения 4, включающего измерительную кювету 5, пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП) 6, дефектоскоп 7.

Кювета 5 (фиг. 2), во внутренней части которой находится отражатель 8, имеет крышку 9 (фиг. 3) с полированным углублением 14 по размеру ПЭП 6, толщина крышки в углублении равна длине полуволны, к ребрам 10 крышки крепится винтами вкладыш 11 с отверстием по размеру ПЭП 6 с приваренной втулкой 13, на которую наворачивается стакан 12 с мелкометрической резьбой для прижатия ПЭП 6 к углублению крышки, заполняемому контактной смазкой.

Устройство работает следующим образом.

Раствор под давлением поступает в фильтр-отстойник 2, предназначенный для удаления взвешенных частиц, а затем в газоотделитель 3, предназначенный для удаления парогазовых пузырей. Очищенный раствор поступает в измерительную кювету 5.

С генератора дефектоскопа 7 на ПЭП 6 поступают электрические импульсы с определенной периодичностью. В ПЭП 6 электрические импульсы преобразуются в ультразвуковые и излучаются через крышку кюветы в контролируемый раствор. Ультразвуковые импульсы, перемещаясь по контролируемому раствору, достигают отражатель 8 и, отражаясь от него, возвращаются к ПЭП 6, который, принимая их, передает в приемную часть дефектоскопа 7. Изменение концентрации раствора приводит к изменению времени приема отраженного эхо-сигнала, т.е. Т = f(C), где T - время приема отраженного сигнала; C - концентрация вещества в растворе.

Таким образом, время приема отраженного импульса обратно пропорционально концентрации. Чем выше концентрация вещества в растворе, тем меньше время прохождения ультразвукового импульса.

Формула изобретения

Устройство бесконтактного измерения концентрации растворов, содержащее фильтр-отстойник, газоотделитель, измерительный узел, включающий пьезоэлектрический преобразователь и приспособления для его крепления, дефектоскоп, отличающееся тем, что измерительный узел выполнен в виде кюветы, состоящей из крышки с ребрами и прикрепленного к ней вкладыша с отверстиями для пьезоэлектрического преобразователя, при этом в крышке кюветы сделано полированное углубление по размеру пьезоэлектрического преобразователя с толщиной крышки в углублении, равной длине полуволны, а пьезоэлектрический преобразователь прижат через слой контактной смазки к крышке стаканом с мелкометрической резьбой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3