Цифровой ультразвуковой измеритель плотности жидких сред

Цифровой ультразвуковой измеритель плотности жидких сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтскмх

Соцнвлкстмческик республкк ()792135

Ж

1 г

Г (61) Дополнительное к авт. свид-ву —— (22) Заявлено 25.04.79 (21) 2762538/25-10 с присоединением заявки М— (23)приоритет =

Опубликовано 30.12.80. Бюллетень J448

Дата опублнкования описания 02 01.8 1 (51 } M. Кд.

Q 01 N 29/02

5 01 М 9/24

9еудерствюнньй комитет аа делам нзабветеннй (53} УДК 534.22 (088. 8) н открнтнй (72) Авторы изобретения

P. Н. Кветный и B. Н. Лысогор

Винницкий политехнический институт (71) Заявитель з ..

/ (54) 11ИФРОВОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗМЕРИТЖТБ

ПЛОТНОСТИ ЖИДКИХ СРЕД

Изобретение относится к области нерязрушяющего контроля и может быть использовано цля контроля плотности жидких сред в пищевой, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен ультразвуковой плотномер жидких сред, содержащий резервуар с контролируемой средой, акустический измерительный преобразователь, импульс1Î ный генератор, усилитель, блок задержки формирующие каскады, времяизмерительный и регистрирующий блоки, причем измерительный преобразователь выполнен в виде двух приемо-излучающих якусти15 ческих головок ия преломляюших призмах, установленных ня внешней поверхности резервуара с контролируемой гредой встречно друг другу, одна из которых соединена с импульсным генерято ром, я другая — через ВЧ фильтр с усилителем 11) .

Однако этот плогномер не обеспечивает высокой TD÷íîãòè и быстродействия измерения и не позволяет производить непосредственную цифровую инцикацию пл отн ости жидкостей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой ультразвуковой измеритель, содержащий последовательно соединенные синхронизаT ор, генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, усилитель, формирователь, первый триггер, второй ахоп которого поцключен к выхоцу синхронизатора, первый каскац.совпядения, умножитель частоты, выполненный в вице двух счетчиков, первые входы которых соецинены между собой и поцключены к выхоцу синхронизатора, а также генератор калиброванной частоты, выхоц которого соединен со вторым вхоцом второго счетчика умножителя частоты, второй каскад совпадения, счетчик, первый вхоц которого подключен к выходу синхронизатора, я второй — к выхоцу второго каскада совпацения, второй счетчик, второй триггер, соединенный с первым, третий счетчик, 792135

lcoI л СЧ. I6

Ц l4 дп

55 схему сброса, первый вхоа которой соецинеи с выхоцом синхронизатора, поцклк

1еццьГм ко второму входу первого тригI ñðà, второй вход — с вь ходом первого три. гера, а выход — с вхоцом второго

"ет"ика Р о

Недостатками известного измерителя являются малые быстродействие и Гочность измерений, а также ограниченные функциональные возможности.

Целью изобретения является повыше: —.ие быстродействия и точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, чтo в L,èôðoâîé измеритель, ссцержащий послецовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, усилитель, формирователь, .триггер, первый вхоц которого подключен к выходу синхронизатора, первый каскад совпацечия и первый умножитель частоты, выполненный в вице цвух счетчиков, первые входы которых ;oEäèHåïû межцу собой и поцключены к аыхоцу синхронизатора, а также генераор калиброванной частоты, выход кото:ого соецинен со Вторым Вкоцом второ, е с етчика первого умножителя часто"ы. второй каскад совпацениц счетчик, срГГый вхо которого поцключен е выхо— .:,у синхрони -aòopa, а второй к выходу .:;торого каскаца совпацения, ввецен второй умножптель частоты, выполненный в виде двух счетчиков, входы которых соеципены между собой и поцключены к зыхоцу синхронизатора, вхоц второго сче> чика соедГхнен с выхоцом генератора к. либрованной частоты, выхоц второго умножителя частоты поцключен ко второму вхоцу первого каскада совпацения, а вхоцы второго каскаца совпацения соединены соответственно с выходами триггера и первого умножителя частоты.

На чертеже представлена блок-схема прецла гаемого измерителя.

Он содержит последовательно соециненные синхронизатор 1, генератор 2 зондирующих импульсов, излучатель 3, приемник 4, усилитель 5 и формирователь

6, а также генератор 7 калиброванной частоты, счетчик 8, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора 1, первый умножитель 9 частоты, выполненный в вице счетчика 10, вход которого соецинен с выходом генератора 7, и счетчика 1 1, последовательно соециненные триггер 12, первый вход которого поцключен к выходу формирователя 6, 4 а второй — к выходу синхронизатора 1, второй каскац 13 совпадения, второй вход которого соединен с выхоцом умножителя 9, второй умножитель 14 частоты, первьГй каскад 15 совпацения, второй вкоц которого подключен к выходу триггера 12, а выкоц — к входу счетчика 11 первого умножителя 9 частоты. причем второй умножитель 14 выполнен

10 в вице счетчиков 16 и 17, первые вхоцы которых соецинены межцу собой и подключены к выходу синхронизатора 1, а второй ахоп счетчика 17 соединен с выходом генератора 7.

i5 Устройство работает следующим образом.

Импульс с выхода синхронизатора 1 поступает на второй вход триггера 1 2 и устанавливает его в состояние 1. Оцновременно этот импульс служит цля счетчиков 8,10 и 11 и запускающим импульсом цля генератора 2 зондирующих импульсов, с выхоца генератора колебания возбуждают излучатель 3, прохоцят чеC рез исслецуемую жидкую срецу и возбуждают приемник 4. Далее импульс усиливается усилителем 5 и поцается на формирователь 6, который генерирует на своем выкоце импульс с крутыми фронтами, поступающий на первый вход триггера 12 и устанавливающий его в состояние О.

Таким образом, на выходе триггера

12 получается прямоугольный импульс, длительность которого равна времени распространения ультразвуковых колебаний в исслецуемой жидкости Ь

Этот импульс поступает на вхоц, каскада 15 совпадения, другой вход которого подключен к выходу умножителя 14 частоты. На вхоц счетчика 17 умножителя 14 поступают импульсы с выкоца генератора 7 калиброванной частоты.

Частота на выходе умножителя 14

45 частоты гце Й - число, установленное в

СЧ.16 счетчике 16, — количество декад умножителя 14 частоты.

Импульсы с выхода каскада 15 совпадения поступают на вход счетчика 11 умножителя 9 частоты. В счетчике 11 фиксируется число, р вное количеству

792135

Если установить

10"

СЧ.!6 g2.$ . p клял а8

ЗО г импульсов частоты 1 q 4, поступив щих на его вход за время

Л I4 4

Вход счетчика 10 умножителя 9 частоты подключен к выходу генератора 7 калиброванной частоты.

Частота на выхоце умножителя 9. аал л

t)g= у

10 где Al — количество декац умножителя 9 частоты.

Импульсы с выхода умножителя 9 частоты поступают на вход каскаца 13 совпацения, на другой вхоц которого поступает прямоугольный импульс цлительностью 1, с выхода триггера 12. Количество импульсов, фиксируемое в счетчике 8, вход которого соединен с выходом каскаца 13 совпацения, равно то в счетчике 8 будет зафиксировано число, соответствующее плотности исслецуемой жидкости

t qe Ю вЂ” длина мерительной базы;

4О и — коэффициент ациабатической a8 с жима е м ости жидкости.

Таким образом, точность измерения плотности жидкости определяется выбсром величины f A, длиной 3 меритель-45 кап ной базы и точность Установки Nсп б. соответствующей величины P >g

ГЬедлагаемое устройство позволяет производить непрерывный контроль движущихся потоков жидкости, обеспечивает непосредственную цифровую индикацию плотности, повышение быстродействия и точности измерений.

Формула изобретения (цифровой ультразвуковой измеритель плотности жидких срец, содержащий последовательно соециненные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, излучатель, приемник, усилитель, формирователь, триггер,. второй вход которого noqI ключен к выхоцу синхронизатора, первый каскад совпадения и первый умножитель частоты, выполненный в вице цвух счетчиков, первые ьходы которых соединены между собой и подключены к выходу синхронизатора, а также генератор калиброо ванной частоты, выхоц которого соединен со вторым входом второго счетчика первого умножителя частоты, первый вхоц которого подключен к выхоцу синхронизатора, а второй — к выходу второго каскада совпадения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, в него ввецен второй умножитель частоты, выполненный в виде двух счетчиков, первые входы которых соединены межцу собой и подключены к выходу синхронизатора, вхоц второго счетчика соединен с выходом генератора калиброванной частоты, . выход второго умножителя частоты подключен ко второму входу первого каскада совпадения, а входы второго каскада совпадения соединены соответственно с выходами триггера и первого умножителя частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

i4 397814 кл. g 01 N 9/24 1970

2. Авторское свидетельство СССР

N. 626410, кл. 5 01 Й 29/04, 1977 (прототип) .

792135

Составитель E. Литвинов

Редактор T. Горячева Texpeq И.Асталош Корректор М. Шароши

Заказ 10143/43 Тираж 1019 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4