FI59880B - Foerfarande och anordning foer maetning av egenskaper hos ett i en behaollare inneslutet material - Google Patents

Claims (21)

1. Förfarande för mätning av sädana egenskaper hos ett i en behällare inneslutet material, vilkas ändring star i förbindense med en akustisk impedansändring hos materialet, varvid akustiska svängningsimpulser insträlas periodiskt i materialet genom behällar-väggen vinkelrätt mot densamma och de genom behällarväggen gäende akustiska signalerna omvandlas i en elektrisk signal, som bär Information över materialegenskaperna, kännetecknat därav, att de genom behällarväggen (3) gäende akustiska signalerna mottages efter pä ställen för akustisk impedansändring inträffad reflexion i insträlningszonen för de akustiska svängningsimpulserna (5), att av de mottagna akustiska reflexionsimpulserna endast till-godogörs sädana, vilka uppstär genom enkel till flerfaldig reflexion pä inre begränsningen av behällarväggen (3), och att de i och för sig kända sammanhangen mellan bestämda storheter, vilka härstammar frän de heteropolara svepkurvorna (17; 18), som bildats av de i tids-hänseende efter varandra följande maximi- respektive minimiampli-tuderna hos de tillgodogjorda reflexionsimpulserna och den akustiska impedansen hos det i behällaren (3) inneslutna materialet (6), används för mätning av de nämnda egenskaperna hos materialet (6).

2. Förfarande enligt patentkravet 1,kännetecknat därav, att som bestämd storhet för en av svepkurvorna (17; 18) används ytan (S) mellan svepkurvan och dess nollnivä, och utgäende frän denna bildas förhällandet för denna yta (S) tili tidsintervallen, vilket förhällande är proportionellt med tidsavsnittet (T) mellan tvä efter varandra insträlade svängningsimpulser (5).

3. Förfarande enligt patentkravet 2, kännetecknat därav, att ytterligare maximiamplituden (UQ) för svepkurvan (17; 18) uppmäts och jämförs med nämnda förhällande. k. Förfarande enligt patentkravet 1,kännetecknat därav, att för mätning av den bestämda storheten för en av svepkurvorna (17; 18), avskiljs pä fram- och bakkanten av denna svepkurva ett avsnitt, vars vardera ändar ligger pä tvä amplitudniväer, vilka i förhällande tili maximiamplituden (Uq) hos denna svepkurva är ätminstone en storleksordning mindre, och att tidsintervallen (T^ = t2~t^ ) bestäms mellan avsnittsändarna.

5. Förfarande enligt patentkravet 4, kännetecknat 75 59880 därav, att den lägre av de bägge amplitudniväerna inställs föränderlig, närmare bestämt proportionellt med förändringarna i maximiamplituden hos ifrägavarande svepkurva (17 resp. 18) av det akustiska impulsekot.

6. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att man för mätning av den bestämda storheten för en av svep-kurvorna (17; 18), frän bakkanten av denna svepkurva avskiljer ett avsnitt, vars vardera ändar ligger pä tvä amplitudniväer, vilka i förhällande tili maximiamplituden (U ) hos denna svepkurva är ätmins-tone en storleksordning mindre, alstrar en elektrisk impuls (36) som motsvarar den i tidshänseende senare ändan av det avskilda avsnittet och även en elektrisk referensimpuls (38) vid en tidpunkt som ligger inom den tili bakkanten av svepkurvan hörande tidsintervallen, och mäter tidsintervallen (Tg) som ligger mellan elektriska impulsen (36) och elektriska referensimpulsen (38).

7. Förfarande enligt patentkravet 6,kännetecknat därav, att elektriska referensimpulsen (38) alstras med en tids-försening som är proportionell med ändringen i maximiamplituden hos svepkurvan (17; 18) av det akustiska impulsekot.

8. Förfarande enligt patentkravet 1,kännetecknat därav, att för mätning av den bestämda storheten för en av svep-kurvorna (17; 18) avskiljs fran bakkanten av denna svepkurva ett avsnitt (T^), vars längd ungefär mosvarar dubbla behallarvägg-genom-gängstiden för akustiska svängningsimpulsen (5) och ligger pä ett avständ fran framkanten av denna svepkurva (17; 18) som ätminstone är en storleksordning längre än dubbla behällarvägg-genomgangstiden för den akustiska svängningsimpulsen (5), och att maximiamplituden (Ug) för svepkurvan (17; 18) mäts i detta avsnitt.

9. Förfarande enligt patentkravet 8,kännetecknat därav, att mellan nämnda avsnitt (T^) (huvudavsnitt) och framkanten av ifrägavarande svepkurva (17; 18) avskiljs ett ytterligare avsnitt (T^g), vilket frän huvudavsnittet (Tg) av denna svepkurva (17; 18) ligger pä ett avständ som motsvarar en flerfald av dubbla behällar-vägg-genomgängstiden för den akustiska svängningsimpulsen (5), och att maximiamplituderna (Ug, Ug) för svepkurvan (17; 18) jämförs i ytterligare avsnittet (T^q).

10. Förfarande enligt patentkravet 1,kännetecknat därav, att för mätning av den bestämda storheten för en av svep-kurvorna (17; 18) utröns förtecknet för tidsintervallen, som ligger 59880 76 mellan framkanterna i de tva heteropolara svepkurvorna (17; 18) av det akustiska impulsekot.

11. Förfarande för tillämpning av förfarandet för mätning av egenskaperna av ett i en behällare inneslutet material enligt patent-kravet 1, varvid anordningen omfattar en tili en impulsgenerator ansluten akustisk omvandlare, vilken anordnats direkt pä yttre ytan av behallarväggen och som alstrar akustiska svängningsimpulser, vilka insträlar i materialet genom behallarväggen, därefter mottages och omvandlas tili akustiska signaler, vilka tillförs signalingangen i en informationssignal-generator, vilken alstrar en signal med information över egenskaperna i materialet och vars utgäng kopplats elektriskt tili ingängen av en mätenhet, vilken anslutits tili en registrerings-anordning, kännetecknadav en seriekoppling (11), omfattande en tidsfördröjningsenhet (12) för fördröjande av en elektrisk impuls, vars ingäng ligger kopplad tili utgängen i impulsgeneratorn (1), en selektivimpulsgenerator (13), och en selektivförstärkare (15) för förstärkande av akustiska signaler, vars signalingäng är förenad med akustiska omvandlaren (2), och av en svepkurvedemodulator (16) för demodulering av svepkurvorna (17, 18) av det mellan yttre ytan av behallarväggen (3) och materialet (6) uppkommande akustiska impulsekot, varvid ingängen i denna elektriskt anslutits tili utgängen i selektivförstärkaren (15) och utgängen tili signalingangen i informationssignalgeneratorn (19) (fig. 1).

12. Anordning enligt patentkravet 11,kännetecknat därav, att informationssignalgeneratorn (19) utformats pä grundval av en integrator (21) för svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot (fig. 1).

13. Anordning enligt patentkravet 12,kännetecknad av en för svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot anordnad topp-detektor (25), vars ingäng elektriskt anslutits tili utgängen i svep-kurvedemodulatorn (16) för akustiska impulsekot och vars utgäng elektriskt anslutits tili andra ingängen i mätenheten (23), varvid mätenheten (23) är en differenskoppling (fig. 3). 77 59880

14. Anordning enligt patentkravet 12,kännetecknad av en toppdetektor (25) för svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot, vars ingäng anslutits tili utgängen i svepkurvedemodulatorn (16), en delare (29) av elektriska signaler (26, 20), vars ingängar anslutits tili utgangen i toppdetektorn (25) för svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot och tili svepkurveintegratorn (21) och vars utgäng kopplats tili ingängen i mätenheten (23), och en referens-signalgenerator (30) för alstring av en elektrisk referenssignal, vars utgäng kopplats tili andra ingängen i mätenheten (23), vilken bestär av en differenskoppling (fig. 4).

15. Anordning enligt patentkravet 11,kännetecknad av en begränsningsenhet (31) för begränsning av svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot tili tvä amplitudniväer, vilken alstrar en elektrisk impuls (32), vars fram- och bakkanter motsvarar de tvä avsnitten av svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot och vars ändar ligger pä de tvä amplitudniväerna, varvid begränsningsenheten (31) med ingängen anslutits tili utgängen i svepkurvedemodulatorn (16) och med utgängen tili ingängen i informationssignalgeneratorn (19), vilken utformats för mätning av varaktigheten hos elektriska impulser (fig. 5).

16. Anordning enligt patentkravet 15,kännetecknad av en för svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot anordnad toppdetektor (25) för inställning av lägre amplitudnivän i det av-skilda avsnittet i svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot, varvid dess ingäng elektriskt kopplats tili utgängen i svepkurvedemodulatorn (16) och dess utgäng tili den styrda ingängen i begränsningsenheten (31) (fig. 6).

17. Anordning enligt patentkravet 11, kännetecknad därav, att informationssignalgeneratorn (19) innehäller en begränsningsenhet. (31) för begränsning av svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot tili tvä amplitudniväer för avskiljning av ett avsnitt frän bakkanten av svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot, och en med begränsningsenheten (31) seriekopplad differentiator (35), vilken alstrar en elektrisk puis (36), som motsvarar det avskilda avsnittet av svepkurvans bakkant, varvid ingängen tili begränsningsenheten (31) tjänstgör som ingäng för informationssignalgeneratorn (19) och utgängen i differentiatorn (35) som utgäng för informationssignalgeneratorn (19) och utgängen i differentiatorn (35) som utgäng 59880 78 för informationssignalgeneratorn (19); och att en tidfördröjnings-enhet (37) för fördröjning av elektriska impulser anordnats, vilken alstrar en elektrisk referensimpuls och har sin ingäng kopplad tili utgängen i impulsgeneratorn (1) och sin utgäng kopplad tili andra ingängen i mätenheten (23), vilken utformats för mätning av tids-intervaller (fig. 7).

18. Anordning enligt patentkravet 17,kännetecknad av en för svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot anordnad topp-detektor (25), vars ingäng anslutits tili utgangen i svepkurve-demodulatorn (16), och av en enhet (42) för styrning av tidsfördröj-ningen hos elektriska impulser, vars ingäng kopplats tili utgängen i toppdetektorn (25) och vars utgäng anslutits tili styrda ingängen i tidfördröjningsenheten (37) (fig, 8).

19. Anordning enligt patentkravet 11,kännetecknat därav, att informationssignalgeneratorn (19) för den elektriska informationssignalen (20) för avskiljning av ett avsnitt pä bakkanten av ifrägavarande svepkurva (17) av det akustiska impulsekot omfattar en seriekoppling (43), vilken bestär av en andra tidfördröjningsenhet (44) för fördröjning av elektriska impulser, en andra selektivimpulsgenerator (45) och en andra selektivförstärkare (47) förstärkning av amplituden hos ifrägavarande svepkurva (17), att en toppdetektor (49) för det avskilda avsnittet i svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot anordnats, vars ingäng kopplats tili utgängen i selektivförstärkaren (47), och att ingängen i andra tidfördröjningsenheten (44) förbundits med utgängen i impulsgeneratorn (1) och tjänstgör som styrd ingäng i informationssignalgeneratorn (19) för den elektriska informationssignalen, i vilken signalingängen bildas av signalingängen i den för förstärkning av amplituden i svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot anordnade selektivförstärkaren (47) och utgängen av utgängen i toppdetektorn (49) (fig. 9).

20. Anordning enligt patentkravet 19, kännetecknad av en seriekoppling (50) bestäende av en tredje tidfördröjningsenhet (51) för fördröjning av elektriska impulser, en tredje selektivimpulsgenerator (52) för alstring av selektivimpulser (53), en andra selektivförstärkare (54) för förstärkning av amplituden i svepkurvan 79 59880 (17) av det akustiska impulsekot och för avskiljning av ett ytter-ligare avsnitt av ifragavarande svepkurvans (17) bakkant, vilket ligger mellan svepkurvans (17) huvudavsnitt och dess framkant, och av en andra toppdetektor (56) för det avskilda, ytterligare avsnittet i svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot, varvid ingangen i tredje tidfördröjningsenheten (51) förenats med utgangen i impulsgeneratorn (1), signalingangen i andra selektivförstärkaren (54) förenats med utgangen i svepkurvedemodulatorn (16), och utgangen i andra topp-detektorn (56) förenats med andra ingangen i den som differens-koppling uppbyggda mätenheten (23) (fig. 10).

21, Anordning enligt patentkravet 19,kännetecknad av en seriekoppling (50) omfattande en tredje tidfördröjningsenhet (51) för fördröjning av elektriska impulser, en tredje selektiv-impulsgenerator (52), en andra selektivförstärkare (54) för amplituden i svepkurvan (17) av det akustiska impulsekot och avsedd för avskiljan-de av ett mellan nämnda huvudavsnitt av svepkurvan (17) och dess bakkant liggande, ytterligare, avsnitt av svepkurvans (17) bakkant, och en andra toppdetektor (56) för det avskilda, ytterligare svep-kurveavsnittet, varvid ingangen i tredje tidfördröjningsenheten (51) anslutits tili utgangen i impulsgeneratorn (1) och signalingangen i andra selektivförstärkaren (54) kopplats tili utgangen i svepkurvedemodulatorn (16), av en delare (58) av elektriska signaler, vars ingangar förenats med utgangen i första och andra toppdetektorn (49, 56) för de avskilda avsnitten av svepkurvan (17) och vars utgang kopplats tili ingangen i mätenheten (23), och av en referens-signalgenerator (30), vars utgang kopplats tili andra ingangen i den som differenskoppling utförda mätenheten (23) (fig. 11).

22. Anordning enligt patentkravet 11,kännetecknad av en normimpulsformare (59) som informationssignalgenerator (19) för elektriska informationssignalen (20), varvid i normimpulsformaren sker en utformning av i motsvarighet med framkanten i svepkurvan av det akustiska impulsekot normerade elektriska impulser (60), och av en seriekoppling som omfattar en andra svepkurvemodulator (61) för andra svepkurvan (18) av det akustiska impulsekot, vars ingäng kopplats tili utgangen i selektivförstärkaren (15), och en andra normimpulsformare (62) för utformande av en normerad elektrisk impuls (63) som motsvarar framkanten i andra svepkurvan (18) av det