SU1320733A1 - Ультразвуковое устройство дл контрол химико-технологических процессов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к ультразвуковому контролю химико-технологических процессов , в частности дл  контрол  состава и состо ни  жидких сред по времени распространени  ультразвуковых колебаний. Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет уменьшени  нестабильности регулируемой задержки. Гене ратор 1 эталонной частоты генерирует импульсы, которые поступают в регулируемую задержку из N декад, выполненных из последовательно соединенных счетчика 13, дешифратора 14 и переключател  15. При определенном состо нии счетчиков 13 и переключателей 15 совпадают импульсы на элементах 10 и 11 совпадени , на первые входы которых поступают импульсы с генератора 1 эталонной частоты. Сигнал с элемента 10 совпадени  поступает на последовательно электроакустически соединенные генератор 3 зондирующих импульсов, камеру 6 с преобразовател ми 4 и 5, усидитель 7, триггер 8 и временной дискриминатор 9. Сигнал с выхода элемента 11 совпадени  поступает на второй вход триггера 8. Импульсы с выхода элемента 10 совпадени   вл ютс  опорными , а временной интервал между фронтами импульсов совпадени   вл етс  начальным временем задержки дл  отсчета приращений, св занных с изменением контролируемых сред. За счет применени  одинакового метода получени  опорных и задержанных импульсов путем селектирова- ни  их из одной и той же последовательности элементами 10 и 11 совпадени  неста бильность регулируемой задержки 2 повы- 1паетс  и точность измерени  устройства становитс  выше. 2 ил. и (Л оо ю о оо со

Description

Изобретение относитс  к ультразвуковому контролю химико-технологических процессов, в частности дл  контрол  состава и состо ни  жидких сред но времени распространени  ультразвуковых колебаний , и может быть использовано в химической , нефтехимической и других отрасл х промышленности.

Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет уменьшени  нестабильности регулируемой задержки.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты (фиг. 1) подключенный к регулируемой задержке 2. Устройство содержит также последовательно соединенные генератор 3 зондируюш.их импульсов, излу- чаюш,ий и приемный преобразователи 4 и 5 акустической камеры 6 и усилитель 7, выход которого соединен с первым входом триггера 8, соединенного с временным дискриминатором 9. Устройство содержит также элементы 10 и 11 совпадени  с N + 1 входами. Первые их входы подключены к выходу генератора 1 эталонной частоты. Регулируема  задержка 2 выполнена из N декад 12, кажда  из которых выполнена из последовательно соединенных счетчика 13, дешифратора 14 и переключател  15. Выход последнего разр да счетчика 13 каждой декады 12 подключен к входу счетчика 13 последуюш,ей декады 12, выходы всех дешифраторов 14 подключены к остальным входам первого элемента 10 совпадени , а выходы всех переключателей подключены к остальным N входам второго элемента 11 сов 1адени , выход которого св зан с вторым входом триггера 8.

Устройство работает следующим образом .

Генератор 1 эталонной частоты генерирует импульсы 16 (фиг. 2), которые поступают в регулируемую задержку 2. При определенном состо нии счетчиков 13 всех декад 12, работающих в коде 1-2-4-8, происходит совпадение по времени импульсов 17-19 (на фиг. 2 импульсы с 17 по 24 условно инвертированы), формирующихс  на первых выходах дешифраторов, которые подключены к остальным входам селектора элемента 10 совпадени . Такое совпадение наблюдаетс  в течение одного такта, равного периоду следовани  импульсов 16, и происходит через Кд периодов (Кд - коэффициент делени  делител ). При каждом совпадении на выходе элемента 10 совпадени  формируетс  импульс 20, селектируемый из последовательности импульсов 16 генератора 1, причем фронт импульса 20 задержан относительно фронта соответствующего импульса 16 из последовательности на величину, не превышающую задержку в одном эле.менте совпадени  (дл  микросхем серии К155 эта величина не превышает 15 не). Элемент И совпадени  работает аналогичны.м образо.м, только импульсы 21-23, подаваемые на его входы (кроме первого входа,.на который подаютс  импульсы 16), поступают с переключателей декад 12. Временное положение импульсов 21-23 относительно импульсов 17-19 зависит ,от положени  переключателей соот ветствующих декад 12 относительно первых выходов дешифраторов, причем совпадение импульсов 21-23 происходит в такте, определ емом совокупностью положений всех переключателей.

5 Таким образом, на выходе элемента 11 совпадени  формируютс  импульсы 24, временное . положение которых относительно импульсов 20 зависит от положени  переключателей декад 12, причем фронт импульсов 24 задержан относительно фронта со ответствующих импульсов 16 на величину, также не превышающую задержки в одно.м элементе совпадени .

Импульсы 20, получаемые с выхода элемента 10 совпадени ,  вл ютс  опорными,

5 а временный интервал 1о между фронтами и.мпульсов 20 и 24  вл етс  начальным временем задержки дл  отчета приращений it, св занных с изменением параметров контролируемых сред.

Импульсы 20 поступают на вход зон0 дирующего генератора 3 и запускают его. Импульсы с выхода генератора 3 возбуждают преобразователь 4 акустической камеры 6. Ультразвуковые импульсы, пройд  через контролируемую среду, достигают преобразовател  5, где преобразуютс  в

электрические импульсы 25, которые усиливаютс  усилителем 7 и поступают на первый вход триггера 8, устанавлива  его в положение «О. На второй вход триггера 8 поступают импульсы 24, которые устанав0 ливают триггер 8 в положение «1. Таким образом, на выходе триггера 8 фор.мируютс  импульсы 26, длительность которых пропорциональна приращению ьТ ,  вл ющейс  функцией параметров контролируемой среды (напри.мер, концентраци ). Временной дискриминатор 9 преобразует длительность импульсов 26 в аналоговый сигнал дл  регистрации или дальнейшей обработки на ЭВМ. П ериод следовани  Т импульсов 20 (и задержанных относительно их импульсов

Q 24 и 26) определ етс  из соотношени  Т Кд.-|--,(1)

где Кд - коэффициент делени ;

f - частота эталонного генератора,

5 Величина - (период следовани  импульсов эталонного генератора)  вл етс  квантом регулируемой задержки и выбираетс  в зависимости от требуемой дискрет5

ности начального времени задержки to Коэффициент Кд св зан с числом декад соотношением

к. 1о:

(2)

где N - число декад.

Величина Т при выбранной частоте генератора 1, а следовательно, число N декад выбираетс  таким, чтобы величина Т превышала врем , требуемое дл  затухани  отраженных импульсов, возникающих в акустической камере носле каждого зондирую- шего импульса.

Уменьшение кванта задержки путем увеличени  частоты f увеличивает точность установки начального времени задержки. Оптимальные величины частоты f эталонного генератора и числа N декад выбираетс  с использованием выражений (1) и

За счет применени  одинакового метода получени  опорных и задержанных импульсов путем селектировани  их из одной и той же последовательности нестабильность их относительного положени  определ етс  двум , величинами: нестабильностью частоты эталонного генератора и разностью задержек между двум  элементами совпадени . Уменьшение нестабильности регулируемой задержки 2 значительно повышает точность измерени  устройства в целом.

0

Нестабильность задержки в устройстве регулируемой задержки не зависит от числа декад задержки 2.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ультразвуковое устройство дл  контрол  химико-технологических процессов, содержащее последовательно электро-акус- тически соединенные генератор зондирующих импульсов, излучающий ультразвуковой преобразователь, акустическую камеру, приемный ультразвуковой преобразователь, усилитель, триггер и временной дискриминатор , последовательно соединенные генератор эталонной частоты и регу тируемую задержку из N декад, выполненных из последовательно соединенных счетчика, дешифратора и переключател , выход последнего разр да счетчика каждой декады подключен к входу счетчика последующей декады , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, оно снабжено двум  элементами совпадени  с N+ 1 входами, выход генератора эталонной частоты подключен к их первым входам, выходы всех дешифраторов подключены к остальным N входам первого элемента совпадени , выход которого св зан с входом генератора зондирующих импульсов, а выходы всех переключателей подключены к остальным N входам второго элемента совпадени , выход которого св зан с вторым входом триггера.