SU456996A1 - Способ контрол физических параметров жидкостей - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области акустики и может найти применение в химической, авиационной и других отрасл х промышленности дл  контрол  различных параметров сред, например жидкостей.

Известные способы контрол  физических параметров жидкости путем периодического импульсного возбуждени  в среде и приеме акустических колебаний характеризуютс  недопустимо большими температурными погрешност ми , что снижает точность определени  контролируемых параметров.

Предлагаемый способ позвол ет повысить точность измерений при изменении температуры контролируемой среды.

По предложенному способу производ т дополнительный временной сдвиг задержанного импульса, пропорциональный изменению температуры среды, путем формировани  дополнительного пр моугольного импульса с термозависимой длительностью, дифференцировани  сформированного импульса и выделени  из него пика, соответствуюшего заднему фронту этого импульса.

Па чертеже приведены импульсные диаграммы , по сн ющие работу предлагаемого способа .

Электрическими импульсами малой длительности Тг (фиг. 1а), следующими с периодом Т, известным, например электроакустическим , путем возбуждают в контролируемой среде импульсы акустических колебаний. Прошедшие через контролируемую среду акустические импульсы через промежуток времени т

с момента возбуждени , определ емый значением контролируемого физического параметра , например, плотности или давлени , принимаютс  и преобразуютс  в электрические импульсные сигналы (фиг. 16).

При этом нар ду с основным импульсом пр мого распространени  принимаютс  также многократно отраженные сигналы (фиг. 16), отделенные от основного сигнала и друг от друга интервалом 2т.

Дл  исключени  их воздействи  на процесс измерений формируют из прин того сигнала пр моугольный импульс (фиг. 1в) с длительностью , превышающей врем  действи  многократных отражений в среде на уровне амплитудной отсечки помех UQ (фиг. 1 б).

Сформированный импульс подвергают дифференцированию (фиг. 1г) с последующим детектированием , в результате которого выдел етс  передний пик (фиг. 1д) дифференцированного импульса, используемый в качестве первого нормированного импульса.

В результате такого формировани  в каждом цикле излучени  образуетс  лишь один нормированный импульс, отделенный от момента излучени  интервалом т + Д, где Д -

запаздывание относительно начала прин того импульса при формировании пр моугольного импульса (фиг. is).

Одновременно с указанными операци ми производ т задержку возбуждающего импульса на врем  Тз (фиг. 1е), близкое к значению времени TO однократного распространени  акустического импульса в контролируемой среде при начальном значении контролируемого параметра и температуры о среды.

Разность Тз - TO устанавливают такой, чтобы она имела знак-зависимости скорости ультразвука от изменений контролируемого параметра . Значение этой разности устанавливают в соответствии с условием равенства или малого превышени  так называемой «мертвой зоны врем измерительного устройства, иснользуемого при реализации данного способа.

Например, при контроле давлени , имеющего положительную температурную зависимость , Тз устанавливают превышающей тоЗначение превыщени  в случае использовани  триггерных устройств составл ет примерно 0,3-0,5 мксек.

Дл  повышени  точности контрол  согласно предлагаемому способу производ т дополнительный временный сдвиг задержанного импульса (фиг. 1е) на величину Л (г - о), пропорциональную (фиг. 1ж) изменению температуры среды относительно начального значени  температуры to (TO - начальное значение сдвига).

Это осуществл ют путем формировани  дополнительного пр моугольного импульса (фиг. 1ж) известными средствами с термозависимой длительностью, дифференцировани  его и выделени  второго нормированного импульса путем детектировани  пика (фиг. 1 з) дифференцированного импульса, соответствующего заднему фронту пр моугольного импульса .

С помощью первого. (фиг. 1д) и второго (фиг. 1з) нормированных импульсов формируют видеоимпульс (фиг. 1и) с длительностью Тз - T + A + /C(if - о), равной интервалу между ними.

Сформированные видеоимпульсы (фиг. 1и) преобразуют, например, путем интегрировани  в напр жение посто нного тока t/i (фиг. 1к), пропорциональное длительности и обратно пропорциональное периоду их следовани  7, по значению которого суд т о контролируемом физическом параметре исследуемой среды.

При изменении температуры среды прин тый сигнал, формируемый из него удлиненный видеоимпульс, дифференцированные импульсы и сформированные нормированные импульсы (фиг. 16-д) сдвигаютс  на величину K(t-tu), пропорциональную изменению температуры, завис щую от температурного коэффициента скорости ультразвука в контролируемой среде, относительно временного ноложени  этих импульсов при начальном значении температуры to.

Поскольку при этом одновременно происходит временной сдвиг на ту же величину заднего фронта видеоимпульса дополнительной

задержки (фиг. 1ж) и второго нормированного импульса (фиг. 1з), то значени  выходного импульса (фиг. 1и) и, соответственно, регистрируемого напр жени  (фиг. 1к), пропорционально контролируемому параметру при

изменении температуры, остаютс  неизменными .

В случае, если контролируема  среда имеет противоположную температурную зависимость скорости ультразвука по сравнению с рассмотренным на чертеже -примером, тот же эффект достигаетс  иутем дополнительного временного термозависимого сдвига незадержанного импульса (фиг. 1е), а импульса (фиг. 1д), сформированного из прин того сигнала.

Реализаци  данного способа позвол ет существенно повысить точность контрол  р да физических параметров сред, например давлени , когда температурпое приращение скорости ультразвука почти на пор док превышает приращение на единицу давлени .

Кроме того, способ позвол ет использовать при его реализации известные устройства формировани  видеоимпульсов с термозависимой длительностью с различным знаком изменени  длительности от темнературы. Это расшир ет область использовапи  таких устройств и область применени  способа на широкий класс контролируемых сред.

Предмет изобретени 

Способ контрол  физических параметров л идкости, заключающийс  в возбуждении ультразвуковых колебаний в контролируемой

среде, приеме прошедщих через нее сигналов, временном сдвиге возбуждающего импульса и определении интервала между первым и вторым нормированными импульсами, отличающий с   тем, что, с целью повыщени  точности при изменении температуры среды, производ т дополнительный временной сдвиг задержанного импульса, пропорциональный изменению температуры среды, путем формировани  дополнительного пр моугольного импульса с термозависимой длительностью, дифференцировани  сформулированного импульса и выделени  из него пика, соответствующего заднему фронту этого импульса.