SU134904A1 - Ultrasonic concentration meter solutions - Google Patents

Ultrasonic concentration meter solutions

Info

Publication number
SU134904A1
SU134904A1 SU645571A SU645571A SU134904A1 SU 134904 A1 SU134904 A1 SU 134904A1 SU 645571 A SU645571 A SU 645571A SU 645571 A SU645571 A SU 645571A SU 134904 A1 SU134904 A1 SU 134904A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
ultrasonic
temperature coefficient
solutions
membrane
concentration meter
Prior art date
Application number
SU645571A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.И. Биргер
Н.И. Бражников
Original Assignee
Г.И. Биргер
Н.И. Бражников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Г.И. Биргер, Н.И. Бражников filed Critical Г.И. Биргер
Priority to SU645571A priority Critical patent/SU134904A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU134904A1 publication Critical patent/SU134904A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Известны ультразвуковые концентратомеры растворов, включающие излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, генератор высокой частоты, приемный усилитель-ограничитель, усилитель-ограничитель сигнала генератора и подключенный к двум последним фазовый детектор с присоединенным к нему регистрирующим прибором.Ultrasonic concentrators of solutions are known, including an emitter and receiver of ultrasonic vibrations, a high-frequency generator, a receiving amplifier-limiter, an amplifier-limiter of the generator signal and a phase detector connected to the latter two with a recording device attached to it.

В предлагаемом ультразвуковом концентратомере растворов по сравнению с известными обеспечиваетс  автоматическа  компенсаци  погрещностей, обусловленных изменени ми скорости ультразвука в контролируемой среде при колебани х ее температуры. Это достигаетс  тем, что промежуточна  мембрана, через которую в концентратомере происходит передача ультразвуковых колебаний, изготовлена из материала , у которого температурный коэффициент скорости ультразвука имеет противоположный знак по отнощению к температурному коэффициенту скорости ультразвука в контролируемой среде, или в виде твердой оболочки с наполнением Ж11лкост), имеющей требуемый знак температурного коэффициента скорости ультразвука.In the proposed ultrasound concentrator of the solutions, as compared to the known ones, automatic compensation of the faults caused by changes in the ultrasound velocity in the controlled medium during fluctuations of its temperature is provided. This is achieved by the fact that an intermediate membrane, through which ultrasonic vibrations are transmitted in a concentrator, is made of a material whose temperature coefficient of ultrasound has an opposite sign with respect to the temperature coefficient of ultrasound velocity in a controlled environment, or in the form of a hard shell with filling (11). having the required sign of the temperature coefficient of ultrasound velocity.

На фиг. 1 изображена электрическа  схема ультразвукового концентратомера; на фиг. 2-схема датчика концентратомера с мембраной из твердого тела дл  измерени  концентрации или плотности растворов в открытых магистрал х и сборниках, в разрезе; на фиг. 3-схема части головки датчика с жидкостной мембраной, в разрезе.FIG. 1 shows an electrical diagram of an ultrasonic concentration meter; in fig. 2 is a schematic diagram of a concentrator gauge with a solid membrane for measuring the concentration or density of solutions in open lines and collections, in section; in fig. 3-diagram of the part of the sensor head with a liquid membrane, in section.

С задающего генератора высокой частоты, собранного по осцилл торной схеме на пентоде 6ЖЗП-лампа Л, электрические колебани  высокой частоты поступают на усилитель мощности, собранный на пентоде 6П14П-лампа Л по схеме катодного повторител . Катодный нагрузкой усилител  мощности служит настроенный колебательный контур, состо щий из индуктивности LI, первичной обмотки трансформатора , индуктивности Z-2 ступенчатого реостатно-емкостного фазовращател , емкости излучающего пьезоэлемента ИП датчика и емкосгн соединительного коаксиального кабел .From a high-frequency master oscillator assembled according to an oscillation circuit on the 6XZP-lamp L pentode, high-frequency electrical oscillations are sent to a power amplifier assembled on a 6P14P-lamp L pentode according to the cathode follower circuit. The cathode load of the power amplifier is a tuned oscillating circuit consisting of the inductance LI, the primary winding of the transformer, the inductance Z-2 of a step-down rheostatic capacitive phase shifter, the capacitance of the radiating piezoelectric element of the IP sensor and the capacitor of the connecting coaxial cable.

№ 134904-2No. 134904-2

Электрические колебани  преобразуютс  излучающим иьезоэлементом в ультразвуковые колебани  той же частоты, которые, пройд  че рез кoнтpoлиpyeмJ.Й раствор, поступают на приемный пьезоэлемент /7/7 с некоторым сдвигом фазы относительно колебаний на излучающем пьезоэлементе Я/7.The electrical oscillations are converted by the radiating and acoustic element into ultrasonic oscillations of the same frequency, which, after passing through the control solution, are fed to the receiving piezoelectric element / 7/7 with some phase shift relative to the oscillations on the radiating piezoelectric element I / 7.

Дл  компенсации температурных погре1аностей, между пьезоэлементами и контролируемой средой в датчике устанавливаютс  мембраны с температурным коэффициентом ( скорости ультразвука, имеюп 1им знак, противоположный знаку температурного коэффициента -, скорости звука в контролируемой среде. Толщина этих мембран рассчитываетс , согласно соответствующим математическим формулам. Все известные твердые тела, которые могут быть использованы в качестве материала мембран, имеют отрицательный знак температурного коэффциента -(; в св зи с этим они могут бытьлрименены только дл  жидкостей, имеющих положительный знак температурного коэффициента 1 скорости ультразвука. К этому классу жидкостей относ тс , в ча стности, все водные растворы в значительном интервале концентраций и температур.To compensate for temperature variations, membranes with a temperature coefficient (ultrasonic velocity, having the first sign opposite to that of the temperature coefficient -, sound speed in a controlled medium, are installed in the sensor between the piezo elements and the controlled medium. The thickness of these membranes is calculated according to the corresponding mathematical formulas. All known solid bodies that can be used as a material of the membranes have a negative sign of the temperature coefficient - (; therefore, They can only be used for liquids that have a positive sign of the temperature coefficient of ultrasound velocity 1. In particular, this class of liquids includes, in particular, all aqueous solutions in a considerable range of concentrations and temperatures.

Дйтчик с мембранами из твердого тела может быть выполнен в следующем виде (фиг. 2). Излучатель и приемник ультразвуковых колебанпй смонтированы в одинаковых головках, корпуса У которых установлены на резьбе до упора в стойки 2, жестко фиксированные между собой трубчатыми фиксаторами 3. Винтовые сопр жени  между собой корпуса, переходной втулки 4 к наконечники 5, а также выход коаксиального кабел  6 герметизированы с помощью резиновых прокладок 7 и 8. Стойки, фиксаторы и внещние детали головок изготов;1ены из оргстекла . Днипда корпусов  вл ютс  мембранами пьезоэлементов 9. Электрическое соединение обкладки пьезоэлемента, прижатой к мембране, с металлической оплеткой кабел  осуп1ествл етс  через  зычок JO кольца из латунной фольги, вжимаемый пьезоэлементом в углубление к .мембране, спиральную пружину // и металлическую втулку 4, котора  прижимает кореец оплетки кабел  к внутренне.му торцу втулки 2. Электрическое соединение верхней обкладки с токоведуц.1ей жилой кабел  осуществл етс  через де.мпфер 12, спиральную пружину /, и .металлический контакт 14, в котором Закреплена жила кабел .A sensor with membranes from a solid can be made in the following form (Fig. 2). The emitter and receiver of ultrasonic vibrations are mounted in identical heads, housings. They are mounted on the thread up to the stop in racks 2, rigidly fixed between each other by tubular clamps 3. Screw connections between the housings, adapter sleeves 4 to the lugs 5, as well as the output of coaxial cable 6 sealed with rubber pads 7 and 8. Racks, latches, and external parts of the heads are made of 1-plexiglass. The housings of the housings are piezoelectric membranes 9. The electrical connection of the piezoelectric plate, pressed to the membrane, with a metal braid of the cable is shown through a JO tab of a brass foil ring, pressed by the piezoelectric element into the recess to the membrane, spiral spring and a metal pattern. Korean braid cable to the inner end of the sleeve 2. The electrical connection of the upper plates with conductor.1 residential cable is carried out through the de.mpfer 12, coil spring /, and metal contact 14, in rum Pinned cable core.

Дл  жидкостей, имеющих отрицательный знак температурного коэффициента скорое™ ультразвука, температурна  компенсаци  обеспечиваетс  посредством жидкостной .1ембраны с твердой оболочкой. В качестве жидкости используетс  води или водный раствор, обладающий положительным температурным коэффициентом скорости ультразвука требуемой величины. Толщина жидкостного сло  (наполнени ) мембраны рассчитываетс  также согласно соответствующим математическим формулам. Выполнение жидкостно мембраны по сн етс  схе.мой на фиг. 3, где обозначены; пьезоэлемент /5, корпус 16 головки датчик , тверда  оболочка У/ мембраны, жидкостной слой 18 (исполнение) мембраны; остальные элементы конструкции датчика аналогичны к(,нструкции на фиг. 2.For liquids having a negative sign of the ambient temperature ultrasound temperature coefficient, temperature compensation is provided by means of a liquid membrane with a hard shell. The fluid used is a water or an aqueous solution having a positive temperature coefficient of ultrasound velocity of the required value. The thickness of the liquid layer (filling) of the membrane is also calculated according to the corresponding mathematical formulas. The implementation of the liquid membrane is illustrated in FIG. 3, where indicated; piezoelement / 5, head housing 16 sensor, hard shell / membrane, liquid layer 18 (version) of the membrane; the remaining elements of the sensor design are similar to (, the instructions in Fig. 2.

Как было уже сказано, ультразвуковые колебани  11ост 1ают на приемный пьезоэлемент ПП с некоторы.м сдвигом фаз; этот сдвиг фаз пропорционален измер емой концентрации. Ультразвуковые колебани  приемным пьезоэлементом преобразуютс  в электрические, которые поступают на приемный усилитель-ограничитель, состо щий из четырех каскадов, собранных по резонансной схеме на пентодах 6ЖЗП - лампы ,/7з, Л, Лз и //6. Последний каскад (лампаЛб), анодной нагрузкой которого  вл етс : внутренниГт настроенный колебательный контур L,- -As already mentioned, the ultrasonic oscillations of the 1st 1 are applied to the receiving piezoelectric element PP with some phase shift; this phase shift is proportional to the measured concentration. Ultrasonic vibrations are transformed by a receiving piezoelectric element into electrical ones, which are fed to a receiving amplifier-limiter consisting of four stages, assembled according to a resonant circuit on 6HZP pentodes - lamps, / 7z, L, Lz and // 6. The last stage (lampLb), the anode load of which is: internally tuned oscillator circuit L, - -

C| - C.j фазового детектора (лампа JIj работает в режиме ал ПЛ11Т}дного ограничител . Колебательные хоитуры анодных нагрузок лами .7;-,, ,/LI, //;-, Л,1 дл  увеличени  стабильности фазовой характеристики приемного усилител -ограничител  шунтирСваны сонротнвлени мн соответственно /,. , и R.;. На внутреииий лолебательный контур фазового детектора, кроме приемного сигнала, иоступают также электрическпе колебани  стабилизованной амплитуды с излучающето пьезоэ.теменга ИП через систему: контур в цени катода ламны .Т,-- вторична  noH.iжающа , индуктивность /., трансформатсфа, индуктивность /-2 ступенчатого реостатно-емкостного фазовран;ател , емкости конденсаторов С; С и переключаемые переключателем // сопротивлени  резонансный усилитель-ограничитель, собранный на неитоде бЖЗН -ламиа //8, анодной нагрузкой которого  вл етс  riaciроенный В1кпиний колсбатель)1ый контур L.- - ,; фазового детектора.C | - Cj phase detector (lamp JIj operates in AL mode P11T} of a single limiter. Oscillating cohorts of anode loads with lam .7; - ,,, / LI, //; -, Л, 1 to increase the stability of the phase characteristics of the receiving amplifier-shunt conditioner mn respectively /,., and R. ;. The internal oscillating circuit of the phase detector, in addition to the receiving signal, also receives electrically oscillations of a stabilized amplitude from the emitting piezoelectric IE through the system: contour at the center of the cathode of the lamna. T, is the secondary noH. izhayuscha, inductance /., tr Ansformat, inductance / -2 speed rheostatic capacitive phase; Atel, capacitors C; C and switched by switch // resistance; resonant limiting amplifier, assembled on neitodo bZhZN -lava // 8, the anodic load of which is riacirovanny B1piney spade) 1th contour L.- -,; phase detector.

Фазовый детектор на катодной нагрузке выдел ет нанр жение HCJсто нного тока, нроиорциональное )азностн фаз, поступаюншх на вн.утренннй контур колебаниГ и, следовгггельно, онредел юнич ко1пим т эаг1И1о коитролируемого раствора. Часть Ь)того напр жени  с сопротивлени  К ностунает на регистрирующий прпбор-стандартный электронный потенциометр любого тнпа, например ЭПП-09, шкала которого градуируетс  в единицах концентрации дл  записи измер емой концентращш. В ценн катодной нагрузки фазового детектора установлен стрелочный iJirTHKaTOp-мнкроамиерметр .МЛ (тииа-.М24), игкала которого также градуирована в единицах измер емого ;1араметра р аствора; рег лиров -:а рабочего тока фазового детектора осуилествл етс  потенциометром Rz;-,.A cathode load phase detector detects the HCJstable-state current, a non-rational) phase phase, applied to an external oscillation circuit and, therefore, it detects a co-controlled solution. Part b) of that voltage from the resistance of K nostunat to the recording pre-standard electronic potentiometer of any type, for example, EPP-09, the scale of which is graduated in concentration units to record the measured concentration. In the cathode load of the phase detector, there is an iJirTHKaTOp switch. The MLM (tiia-.M24) micron-ammeter, the needle of which is also calibrated in units of the measured; 1 solution parameter; regs -: and the operating current of the phase detector is monitored by a potentiometer Rz; - ,.

Отрицательное ианр жеиие посто нного тока, поступающее с дел ;тел  источника стабилизованного питани  через блокирующее сопротивление на стрелочный индикатор и нагрузочное сопротивление регистрирующего нрюора, слуЖ1 т дл  установки его на нуль.The negative direct current current coming from the case; the body of the source of stabilized power through the blocking resistance to the dial indicator and the load resistance of the registering nuurum, is used to set it to zero.

Компенсаци  началыпмо сдвига сразы нриемиого еи.иала (соответствующего начальной концентрации контро.чируемого раствора) может быть осуществлена в излучающем канале равными ступен ми по 16° в диапазонах 0+160° в одном положении переключател  П-2 и в днаиазоiiax 180-1-340° в другом его положении и плавно ь приемном канале в диапазоне 0 + 40° с номощыо потенциометра на входе ламны Л. Это обеспечивает возможность применени  одного и того же электронного измерительного блока дл  датчиков с различными рассто ни ми между излучающим и приемным пьезоэлементами.Compensation of the initial shift of the effective eiyala (corresponding to the initial concentration of the monitored solution) can be made in the radiating channel in equal steps of 16 ° in the ranges of 0 + 160 ° in one position of the switch P-2 and in the diameter of 180-1-340 In its other position and smoothly receiving channel in the range of 0 + 40 ° with a potentiometer at the input of the lamp L. This provides the possibility of using the same electronic measuring unit for sensors with different distances between the radiating and receiving piezoelectric cops.

Контроль изменений амплитуды входного сигнала, необходимый в некоторых технологических процессах дл  качественного анализа их течени  может осуществл тьс  одновременно е измерени ми концентрации с немощью однополупериодного детектора, собранного на точечном полупроводниковом диоде Дь на входе лампы Л приемного усилител -ограничител . Часть выпр мленного напр женн  е соиротпвлени  /.,2 ностунает на регистрирующий прибор.The control of changes in the amplitude of the input signal required in some technological processes for the qualitative analysis of their flow can be carried out simultaneously with concentration measurements with the weakness of a full-wave detector assembled on a point semiconductor diode Dy at the input of the lamp L of the receiving amplifier-limiter. A part of the corrected voltage matching / .2 no. To the recording instrument.

Переключатель Яз служит дл  периодической проверки нормальной работы приемного канала (в ноложении о) и излучающего канала (в положении б). В указанных положени х переключател  Яз фазовый детектор регистрирует только выходные амплитуды сигналов приемного и излучающего сигналов. Положение в переключател  Я соответствует измерению концентрации контролируемого раствора.The switch Jaz serves to periodically check the normal operation of the receiving channel (at position o) and the radiating channel (at position b). At the indicated positions of the Yaz switch, the phase detector registers only the output amplitudes of the signals of the receiving and radiating signals. The position in the switch I corresponds to the measurement of the concentration of the controlled solution.

Питание элементов схемы электронного измерительного блока посто нным и переменным стабилизованным напр жением осуществл етс  но схеме, включающей в себ : силовой трансформатор Тр; выпр митель положительного напр жени , собранного на полупроводниковых диодах типа ДГ-Ц27 по мостовой схеме; выпр митель отрицатетьногоThe power supply of the electronic measuring unit circuit elements by a constant and variable stabilized voltage is carried out on a circuit including: a power transformer Tp; a positive voltage rectifier assembled on DG-Ts27 semiconductor diodes according to a bridge circuit; negative rectifier

-3 -До 184904-3 -up to 184904

№ 34904- 4 напр жени  на таких же иолупроводниковых диодах; два газовых стабилизатора напр жени , собранных на лампах Лд и Лю типа СГ-1П.34904- 4 voltages on the same i-semiconductor diodes; two gas voltage regulators assembled on Ld and Liu lamps of the SG-1P type.

Предмет изобретени Subject invention

Ультразвуковой концентратомер растворов, включающий излучатель и приемник ультразвуковых колебаний, генератор высокой частоты , приемный усилитель-ограничитель, усилитель-ограничитель сигнала генератора и подключенный к двум последним фазовый детектор с присоединенным к нему регистрируюш,им прибором, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  автоматической компенсации погрешностей , обусловленных изменени ми скорости ультразвука в контролируемой среде при колебани х ее температуры, промежуточна  мембрана , через которую в концентратомере происходит передача ультразвуковых колебаний, изготовлена из материала, у которого температурный коэффициент скорости ультразвука имеет противоположный знак по отношению к температурному коэффициенту скорости ультразвука в контролируемой среде, или в виде твердой оболочки с наполнением жидкостью , имеющей требуемый знак температурного коэффициента скорости ультразвука.An ultrasonic concentrator of solutions, including an emitter and receiver of ultrasonic vibrations, a high-frequency generator, a receiving amplifier-limiter, an amplifier-signal limiter of the generator and a phase detector connected to the last two with an instrument connected to it, in order to provide compensating for errors caused by changes in the ultrasound velocity in a controlled medium with variations in its temperature, an intermediate membrane through which at the end The ultrasound oscillation device is transmitted by a meter; it is made of a material in which the temperature coefficient of the ultrasound velocity has the opposite sign with respect to the temperature coefficient of the ultrasound velocity in a controlled medium, or in the form of a solid shell filled with liquid that has the required sign of the temperature coefficient of the ultrasound velocity.

ЧH

SU645571A 1959-11-27 1959-11-27 Ultrasonic concentration meter solutions SU134904A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU645571A SU134904A1 (en) 1959-11-27 1959-11-27 Ultrasonic concentration meter solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU645571A SU134904A1 (en) 1959-11-27 1959-11-27 Ultrasonic concentration meter solutions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU134904A1 true SU134904A1 (en) 1960-11-30

Family

ID=48291246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU645571A SU134904A1 (en) 1959-11-27 1959-11-27 Ultrasonic concentration meter solutions

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU134904A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2490452A (en) Generation of transverse vibrations in liquids
JPH0571888B2 (en)
US3677067A (en) Densitometer
US3967490A (en) Vibration densitometer
CN105387909A (en) Voltage output type oil quantity transducer
US2866336A (en) Liquid level gage
CN110118588A (en) Impedance transducer and its operating method
US2607216A (en) Torsional interferometer
SU134904A1 (en) Ultrasonic concentration meter solutions
US3808875A (en) Densitometer and probe therefor
US2819610A (en) Viscosimeter probe
US3089333A (en) Amplitude measuring devices for high frequency vibrations
US3318152A (en) Temperature sensor
RU169441U1 (en) VIBRATION DEVICE FOR DETERMINING ENVIRONMENTAL PARAMETERS
US3019636A (en) Ultrasonic inspection and measuring means
US3878710A (en) Densitometer
US3260927A (en) Instrument for measuring the thickness of a non-conducting film on a base metal with compensation for base resistivity and ambient temperature
US2494570A (en) Electrical transducer
RU2627544C2 (en) Piezo resonant-viscous vacuum gauge
SU1112270A1 (en) Acoustic unit for measuring gas concentration in two-phase media
SU1552121A1 (en) Device for measuring specific electric conduction of liquid
RU2506563C1 (en) Sensor of vibration densimeter
SU1205073A1 (en) Apparatus for measuring piezoelectric modulus
SU1317296A1 (en) Piezoresonance pressure transducer
US3136161A (en) Temperature measuring or temperature responsive apparatus