SU1408355A1 - Ультразвуковой концентратомер - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  технологических параметров процессов в металлургической , химической, биологической и др. отрасл х пром-ти. Цель изобретени  - повьшение точности измерени  концентраций сред за счет устранени  вли ни  нестабильностей акустического контакта, возбуждающего напр жени  и звукопог- лопдающих свойств среды. Пьезоэлементы 7 и 8 излучател  1 излучают в преломл ющую призму 5 две волны, которые после трансформации в сдвиговые на границе со стенкой емкости, содержащей исследуемую жидкость, распростран ютс  в стенке емкости под разными углами. После прохождени  фиксированного пути по стенке сдвиговые волны, преломившись в прийме 5 приемника, поступают на пьезоэлементы 7 и 8 приемника , где преобразуютс  в электрические сигналы. Эти сигналы поступают затем соответственно через усилители 10 и 14 и пиковые детекторы 11 и 15 на входы делительного блока 12. Выходной сигнал делительного блока 12, равный отношению амплитуд поступающих на его входы сигналов, пропорционален изменению концентрации контролируемой жидкости 4 относительно ее номинального значени . I ил. (О С 3 о 00 со ел ел

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  технологических параметров процессов в металлурги- ческой, химической, биологической и других отрасл х.

Цель изобретени  повышение точности измерен и  концентраций сред за счет устранени  вли ни  нестабиль- ности акустического контакта,,

На чертеже изобра)сена функцио«- напьна  схема ультразвукового кон- центратомера,

Ультр азвуковой концентратомер содержит излучатель 1 и приемник 2 ультразвука, ycтaнaвливae ыe на внешней поверхности емкости 3с исследуемой жидкостью 4, каждый из которых состоит из преломл ющей призмы 5с контактной поверхностью 6 и установленных на прилегающих одна к другой

гран х преломл ющей призмы 5 основного 7 и дополнительного 8 пьезо- апементов, генера тор 9, выход кото- рого подключен к входу излучател  1, подключенные к выходу основного пье- зоэлемента 7 приемника 2 последовательно соединенные первый усилитель 10, первый пиковый детектор 11, делительный блок 12 и регистратор .13 и подключенные к выходу дополнительного пьезоэлемента 8 приемника 2 г.ос- ледовательно соединенные второй усилитель 14 и второй пиковый детектор 15, выход последнего соединен с вторым входом делительного блока 12, - Преломл ющие 5 по боковым поверхност м покрыты акустически поглощающим слоем 16.

Ультразвуковой концентратомер работает следуюпщм образом.

Под воздействием электрического напр жени -; поступающего с генерато- рд 9, пьезоэлементы 7 и 8 излучают в призму 5 излучател  1 две ультразвуковые волны, которые, преломл  сь на границе со стенкой, трансформируютс  в сдвиговые волны, распростран ющиес  по направлению к внутренней поверхности 17 стенки под углами Q (дл  волны от пьезоэлемента 7) и 9j (дл  волны от пьезоэлемента 8).

Преломленные волны распростран ютс  по стенке в результате многократного отражени  между поверхност ми стенки 3 резервуара в виде двух сдвиговых волн 18 и 19с амплитудным ослаблением завис щим от количества

отражений и концентрации контролируемой жидкости 4, При этом более интенсивно концентраци  жидкости 4 вли ет на основную волну 18, распростран ющуюс  под углом 0 , большим чем угол 0 распространени  дополнительной- волны 19, и соответственно имеющую большее количество отражений,

Дл  исключени  по влени  мешающих продольных волн углы наклона пьезо- элементов 7 и 8 устанавливают так, чтобы углы наклона б, и 9. преломленных волн 18 и 19 не превышали значени  арккосинуса отношени  скорости С сдвиговой волны .и скорости Cg продольной волны в стенке резервуара.

После прохождени  фиксированного пути по стенке сдвиговые волны 18 и 19, преломл  сь в призме 5 приемника 2, поступают на основной 7 и дополнительный 8 пьезоэлементы приемника , где преобразуютс  в основной и дополнительный электрические сигналы . Эти сигналы поступают затем соответственно через усилители 10 и 14 и пиковые детекторы 11 и 15 на входы делительного блока 12.

Выходной сигнал делительного блока 12, равный отношению амплитуд поступающих на его входы сигналов основного 11 и дополнительного 15 пиковых детекторов, пропорционален изменению плотности контролируемой жидкости 4 относительно ее номинального значени .

Благодар  тому, что две волны имеют одинаковую зависимость от нестабильности ввода и приема колебаний и равную зависимость от концентрацинз жидкости 4, вькодной сигнал делительного блока 12 зависит только от концентрации жидкости.

Использование двух сдвиговых волн (основной 18 и дополнительной 19), одна из которых  вл етс  информативной , а друга  опорной, исключает вли ние нестабильности возбуждающего напр жени  генератора 9 и изменений звукопбглощающих свойств контролируемой жидкости.4,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ультразвуковой концентратомер, содержапсий излучатель и приемник ультр аз ука, устанавливаемые на внеиг ней поверхности емкости с исследуе-

   314083554

   мой жидкостью, каждый из которых сое -емнике ультразвука на гран х прелом тоит иэ преломл ющей призмы с контакт-л ющих призм, прилегающих к гран м, ной поверхностью и прикрепленного к на которых установлены основные пье-. грани преломл ющей призмы пьезоэлемент-зоэлементы, и последовательно сое- та, генератор, выход которого подклю-диненными вторым усилителем, вход кочек к входу излучател  ультразвука,торого подключен к выходу дополни- последовательно соединенные первыйтельного пьезоэлемента приемника усилитель, вход которого соединен с .ультразвука, вторым пиковым детекто- выходом приемника ультразвука, первый toро и делительным блоком, второй вход пиковый детектор и регистратор,которого соединен с выходом основного отличающийс  тем, что,пикового детектора, выход делительно- с целью повышени  точности измере-го блока соединен с регистратором, а НИИ, он снабжен двум  дополнительны-вход дополнительного пьезоэлемента ми пьезоэлементамн, установленными 5излучател  ультразвука подключен к соответственно в излучателе и при-выходу генератора.