SU838551A1 - Ультразвуковой прибор контрол химико- ТЕХНОлОгичЕСКиХ пРОцЕССОВ - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к ультразвуковому контролю химико-технологи ческих процессов, в частности контр л  состава и состо ни  жидких сред по времени распространени  ультразву ковых колебаний, и может быть использовано в химической, нефтехимической , лакокрасочной и фармацевтич кой промышленности. Известен ультразвуковой прибор дл  контрол  и регулировани  физико химических процессов в жидких среда содержащий измерительную камеру с излучающим и приемным преобразовате л ми, импульсный генератор, цепь формировани  импульсов, блок совпадени , блок сигнализации и защиты цепей, регулировани  и работающий на принципе измерени  частоты самосинхро-низирующегос  генератора 11 -. Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность, сложность конструктивного и схемного решени . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  измеритель скорости ультразвука, содержащий два ультразвуковых преоб разовател  с акустическими волноводами , к одному из которых подключен генератор зондирующих импульсов, а к другому усилитель, и устройства регулируемой задержки 2. Недостатком этого прибора  вл етс  относительно низка  точность измерений из-за нестабильности работы устройства регулируемой задержки и генератора в св зи с отсутствием синхронной схемы запуска. Цель изобретени  - повышение точности измерений. Дл  достижени  поставленной цели устройство снабжено генератором эталонной частоты, триггером и временным дискриминатором, кроме того, устройство регулируемой задержки выполнено в виде двух счетчиков с дешифраторами и двух переключателей, причем выходы счетчиков подключены к входам дешифраторов, стробируемый вход дешифратора первого счетчика подключен через торой переключатель к выходам дешифратора второго счетчика , а выход - через первый переключатель к одному из входов триггера , первого счетчика подключен к выходу генератора эталонной частоты , а выход - к входу второго счетчика , второй вход триггера подключен к выходу усилител , а его выход - к входу временного дискркадшатора, при

этом выход второго счетчика устройства регулируемой задержки подключен к входу генератора зондирующих импульсов.

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

Прибор содержит два ультразвуковых преобразовател  с акустическими волноводами 1. К одному из них подключен генератор 2 зондирующих импульсов , к другому - усилитель 3, устройство 4 регулируемой задержки, состо- щее из двух дес тичных счетчиков 01, 02 типа 155ИЕ5, двух дешифраторов 03, типа 155ИДЗ и двух переключателей П1, П2 ка 10 положени генератор 5 эталонной частоты и соединенные последовательно триггер 6 и временной дискриминатор 7.

Прибор работает следующим обра-зом .

Генератор 5 эталонной частоты, стабилизированный кварцем и помещенный в термостат, генерирует импульсы частотой 100 кГц (фиг.2с). Импульсы с генератора 5 эталонной частоты подаютс  на дес тичные счетчики 01, D2 , работающие в коде 1-2-4-8 и имеющие, 100 ( коэффициент счета). С выходов счетчиков 01, 02 импульсы подаютс  на дешифраторы 03, 0 и далее через переключатель П1 на вход триггера б (фиг.2) и устанавливают его по выходу в единичное состо ние. Синхроимпульс (фиг.2 б) с выхода счетчика 02 подаетс  на генератор 2 зондирующих импульсов, возбуждающий излучающий преобразователь 1 (фиг.2г). Ультразвуковые колебани , пройд  через исследуемую среду , возбу: кдают в нем электрические колебани  (фиг.2С), которые усиливаютс  усилителем 3. Усиленный усилителем 3 сигнал (фиг.2ж) подаетс  на триггер б, который устанавливаетс  по выходу Q в состо ние О. Длительность импульса (фиг.2з) на выходе Q триггера б равна измерению врег.ени распространени  ультразвуковых колебаний в среде. Временной дискриминатор 7 необходим дл  преобразовани  длительности импульсов на выходе триггера 6 в аналоговый сигнал дл  регистрации, например, на самопишущем приборе или обработки на вычислительной машине. Вместо триггера б или параллельно ему можно включить ключевое устройство, позвол ющее измер ть затухание ультразвуковых колебаний в среде и получить дополнительную информацию о физико-химических свойствах исследуемой среды.

Введение в схему прибора генератора эталонной частоты, соединенного с устройством регулируемой задерж ки, позвол ет простыми средствами повысить точность отсчета прираи1ени 

временных интервалов за счет синхронизации работы всех отсчетных устройств от эталонной частоты.

Переключатели длительности Зсщержки позвол ют выбирать в широких пределах калибровочную длительность, синхронно св занную с зондирующим импульсом. Триггер, соединенный с выходом регулируемой задержки и выходом усилител , позвол ет получить импульсы, длительность которых пропорциональна разности времени прохождени  ультразвукового сигнала через контролируемую среду и времени задержки, т.е. измер етс  следующий интервал времени Т,.

Т.,-1кд u,t + (То- Т.

игм t + о ъ

где Т(

врем  распространени  через среду с посто нными параметрами,

Т.

калиброванное врем  задержки ,

д t изменение времени распространени  в жидкой среде, обусловленное изменени ми, например, концентрации. Измерение времени таким образом дает значительное увеличение точности и разрешающей способности, так как в этом случае при обеспечении услови  At (.TO - Tj)Ty,;,,v, определ етс  только величиной At . Временной дискриминатор позвол ет пр мо преобразовать длительность импульса в аналоговый сигнал.

Устройство регулируемой задержки, содержащее переключатели длительности задержки и дес тичные счетчики с дешифраторами двоичного кода в дес тичный позвол ет выполн ть схему задержки времени в интервале 01000 МКС через шаг 10 мкс всего на двух счетчиках и дешифраторах, что значительно упрощает схему задержки. В предлагаемом устройстве жестка  стабилизаци  начала импульса синхро- низации и импульса дискретной задержки обеспечиваетс  последовательным включением двоичных счетчиков и соответствующих им дешифраторов. В зависимости от положени  переключател  на выходе дешифраторов имеет импульс сдвинутый относительно импульса синхронизации , с длительностью, определ емой длительностью последовательности импульсов генератора.

Логические элементы (счетчики К155ИЕ5, дешифраторы К155ИДЗ) имеют временную нестабильность не более 100 НС. Это обеспечивает точность установки времени задержки Tj .100 НС. Величина погрешности таким образом определ етс  нестабильностью эталонного генератора, что дает значительное увеличение точности измерени  интервалов времени.

Выполнение ультразвукового прибора по предложенной схеме позволит

увеличить точность измерени  ультраакустических характеристик сред на 10%, снизить его себестоимость за счет более простого схемного решени .

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР №226924, кл. В Об В 1/06, 1964. 2, Авторское свидетельство СССР

W580498, кл. G 01 N 29/00, 1977 (прототип ) .

Г

.®

° ШДДЛЯПЯШ ШД- --4

I

л