Ультразвуковий густиномір

Реферат: Ультразвуковий густиномір складається з індикатора і досліджуваного середовища. Введено блок керування, генератор змінної частоти, два електроакустичних перетворювача, причому індикатор з'єднаний із блоком керування, який підключено до генератора змінної частоти та до другого електроакустичного перетворювача, перший електроакустичний перетворювач під'єднано до генератора змінної частоти. Перший і другий електроакустичні перетворювачі розташовані з можливістю контактувати із досліджуваним середовищем, при цьому в блок керування входить контролер, підсилювач, аналогово-цифровий перетворювач (АЦП) та компаратор, підсилювач підключено до другого електроакустичного перетворювача, АЦП і компаратора, який з'єднаний з контролером, до якого підключено АЦП, генератор змінної частоти та індикатор. UA 111788 U (54) УЛЬТРАЗВУКОВИЙ ГУСТИНОМІР UA 111788 U UA 111788 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області вимірювання густини паливно-мастильних матеріалів і може бути використана в різноманітних пристроях автоматичного управління для вимірювання густини нафтопродуктів. Відомий ультразвуковий густиномір [див. Древецький В.В. Математична модель вимірювальної системи в'язкості і густини авіаційних палив //Авиационно-космическая техника и технология. - 2007. - № 7. - С. 187-191], який представлений у вигляді мостової схеми, до якої входить перший ламінарний дросель, справа від якого знаходиться перший турбулентний дросель, знизу - другий турбулентний дросель, а справа від другого турбулентного дроселя розташований другий ламінарний дросель, також схема містить два датчика тиску. Недоліком даного пристрою є низька його чутливість. Найбільш близьким технічним рішенням є ультразвуковий густиномір (Древецький В.В. Мобільний автоматичний аналізатор показників якості нафтопродуктів //Зб. Наук. праць Військового інституту Київського національного університету. - 2006. - Вип. 5. - С. 41-45), що складається з досліджуваного середовища, чотирьох ідентичних вихрових камер, зібраних в схему гідравлічного моста, у вимірювальну діагональ якого включений диференційний манометр, з'єднаний з індикатором. На вході в схему встановлений стабілізатор витрати. У протилежних плечах моста вихрові камери включені в однаковому напрямку, а в суміжних плечах - у зустрічному напрямку. Недоліком даного пристрою є низька його чутливість і завадостійкість. В основу корисної моделі поставлена задача створення ультразвукового густиноміра, в якому за рахунок введення нових елементів і зв'язків між ними досягається можливість вимірювання малих змін густини, що приводить до підвищення чутливості і завадостійкості контролю даного процесу. Поставлена задача вирішується тим, що в ультразвуковий густиномір, який складається з індикатора і досліджуваного середовища, введено блок керування, генератор змінної частоти, два електроакустичних перетворювача, причому індикатор з'єднаний із блоком керування, який підключено до генератора змінної частоти та до другого електроакустичного перетворювача, перший електроакустичний перетворювач під'єднано до генератора змінної частоти, причому перший і другий електроакустичні перетворювачі розташовані з можливістю контактувати із досліджуваним середовищем, при цьому в блок керування входить контролер, підсилювач, аналогово-цифровий перетворювач (АЦП) та компаратор, підсилювач підключено до другого електроакустичного перетворювача, АЦП і компаратора, який з'єднаний з контролером, до якого підключено АЦП, генератор змінної частоти та індикатор. На кресленні подано схему ультразвукового густиноміра. Пристрій складається з індикатора 1, блока керування 2, генератора змінної частоти 3, досліджуваного середовища 4, першого 5 і другого 6 електроакустичних перетворювачів, АЦП 7, підсилювача 8, компаратора 9, контролера 10, причому індикатор 1 з'єднаний із блоком керування 2, який підключено до генератора змінної частоти 3 та до другого електроакустичного перетворювача 6, при цьому перший електроакустичний перетворювач 5 під'єднано до генератора змінної частоти 3, підсилювач підключено до другого електроакустичного перетворювача 6, АЦП 7 і компаратора 9, який з'єднаний з контролером 10, до якого підключено АЦП 7, генератор змінної частоти 3 та індикатор 1. Пристрій працює наступним чином. Ультразвукові коливання створюються і приймаються першим 5 і другим 6 електроакустичними перетворювачами, що розташовані з можливістю контактувати із досліджуваним середовищем 4. Частоту їх збудження забезпечує генератор змінної частоти 3. Дані коливання аналізуються за амплітудою за допомогою блока керування 2, до складу якого входить контролер 10, підсилювач 8, АЦП 7 та компаратор 9, й реєструються пікові значення амплітуди в даний момент часу і в попередній за допомогою індикатора 1. При незмінній густині генератор змінної частоти 3 налаштований на частоту, що відповідає останньому максимуму ультразвукової хвилі. При зміні густини зменшується амплітуда вихідного сигналу, що призводить до переналаштування частоти. При досягненні частоти ультразвукових хвиль, що відповідає максимальній амплітуді реєструється значення частоти, за якою і розраховують густину за наступною формулою: ZN 2a 2 ; як наслідок   2бл , 2a f  N бл де Z - акустичний опір середовища, N бл - ширина ближньої зони (відстань між електроакустичними перетворювачами), a - діаметр перетворювачів. v  f  Z ;  1 UA 111788 U Використання запропонованого ультразвукового густиноміра має суттєві переваги в порівнянні з відомим, оскільки не використовує імпульсні сигнали, є менш інерційним і більш завадозахищеним за рахунок використання власної частоти п'єзоелементів. 5 10 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Ультразвуковий густиномір, який складається з індикатора і досліджуваного середовища, який відрізняється тим, що введено блок керування, генератор змінної частоти, два електроакустичних перетворювача, причому індикатор з'єднаний із блоком керування, який підключено до генератора змінної частоти та до другого електроакустичного перетворювача, перший електроакустичний перетворювач під'єднано до генератора змінної частоти, причому перший і другий електроакустичні перетворювачі розташовані з можливістю контактувати із досліджуваним середовищем, при цьому в блок керування входить контролер, підсилювач, аналогово-цифровий перетворювач (АЦП) та компаратор, підсилювач підключено до другого електроакустичного перетворювача, АЦП і компаратора, який з'єднаний з контролером, до якого підключено АЦП, генератор змінної частоти та індикатор. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2