Способ контроля концентрации растворов

 

Изобретение относится к ультразвуковой технике контроля концентрации и состава жидкостей, например растворов солей, кислот, щелочей, и может быть использовано в гидрометаллургической, обогатительной и других отраслях промьтшенности. Цель изобретения - уменьшение погрешностей за счет учета изменения толщины . стенки резервуара. Для проведения контроля возбуждают электрический импульс, который воздействует на излучатель. Акустическая волна проходит по звукопроводу излучателя и вводится в стенку резервуара с контролируемым раствором, возбуждая в ней волну Лэмба. При постоянной тол /////////7/У //М/у 9 ш,ине стенки резервуара затухание волны Лэмба зависит от концентрации раствора. Измеряют сигнал Uj, приемника при начальной толщине стенки d и концентрации q , принимая его в качество опорного сигнала. Изменение толщины стенки резервуара влияет на изменение концентрации раствора. Для корректировки влияния изменения толщины стенки резервуара на точность контроля концентрации q раствора возбуждают другую импульсную волну по нормали к поверхности стенки резервуара и измеряют изменение интервала времени между первым и вторым принятыми эхо-импульсами по отношению к его начальному значению , соответствующему начальной толщине стенки резервуара d,. Формируют сигнал Е,., учитывающий это изменение интервала времени. Суммируют полученные сигналы Е, и Ej. Суммарный сигнал Е является функцией контролируемого параметра - концентрации раствора, вида раствора и параметров акустического тракта. По величине суммарного сигнала EJ судят о концентрации контролируемого раствора. 2 ил. i (Л Н г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D4G 1 N 29 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3798542/25-28 (22) 04.10.84 (46) 15.06.86. Бюл. У 22 (71) Всесоюзный научно-исследовательский конструкторсКий институт "Цветметавтоматика" (72) Н.И.Бражников и Н.С.Шавыкина (53) 531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 397814, кл. G 01 N 29/02, 1973, (54) CPOCOB КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к ультразвуковой технике контроля концент- . рации и состава жидкостей, например растворов солей, кислот, щелочей, и может быть использовано в гидрометаллургической, обогатительной и других отраслях промышленности. Цель изобретения — уменьшение погрешностей за счет учета изменения толщины стенки резервуара. Для проведения контроля возбуждают электрический импульс, который воздействует на излучатель ° Акустическая волна проходит по звукопроводу излучателя и вводится в стенку резервуара с контролируемым раствором, возбуждая в ней волну Лэмба. При постоянной толÄÄSUÄÄ 1237965 А1 шине стенки резервуара затухание волны Лэмба зависит от концентрации раствора. Измеряют сигнал U приемника при начальной толщине стенки d и концентрации q, принимая его в качество опорного сигнала.

Изменение толщины стенки резервуара влияет на изменение концентрации раствора. Для корректировки влияния изменения толщины стенки резервуара на точность контроля концентрации g раствора возбуждают другую импульсную волну по нормали к поверхности стенки резервуара и измеряют изменение интервала времени между первым и вторым принятыми эхо-импульсами по отношению к его начальному значению, соответствующему начальной толщине стенки резервуара d . Формируют сигнал Е, учитывающий это изменение интервала времени. Суммируют полученные сигналы Е, и Е, Суммарный сигнал Е является функцией контролируемого параметра— концентрации раствора, вида раствора и параметров акустического тракта. о величине суммарного сигнала Е судят о концентрации контролируемого раствора. 2 ил.

123

Изобретение относится к ультразвуковой технике контроля концентрации и состава жидкостей, например растворов солей, кислот, щелочей, и может быть использовано в гидрометаллургической, обогатительной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является уменьшение погрешностей путем учета изменения толщины стенки резервуара.

На фиг. 1 приведена схема реализации описываемого способа; на фиг, 2 — импульсные диаграммы работы.

На фиг. 1 показаны электрический импульс 1, излучатель 2, звукопровод

3, стенка 4 резервуара с контролируемым раствором 5, импульсная ультразвуковая 6 волна, волна 7 Лэмба, эвукопровод 8, приемник 9, продольная импульсная волна 10, принятый сигнал !1, излучающе-приемный преобразователь 12, электрический импульс

1 3, звукопровод 14, дополнительная импульсная волна 15 отраженная волна. 16, импульсная волна 17, эхо-им-. пульсы 18,19.

Реализация способа заключается в следующем.

Электрический импульс 1 (фиг.2,а) воздействует на излучатель 2, установленный на звукопроводе 3,, акустически связанном со стенкой 4 резервуара, где находится контролируемый раствор 5. Импульсная ультразвуковая волна 6 этого излучателя вводится через звукопровод 3 наклонно в стенку 4 резервуара и возбуждает в ней волну 7 Лэмба, Эта волна, проходя внутри стенки вдоль ее поверхности, затухает. Затухание.при постоянной толщине стенки зависит от концентрации раствора 5ю . После прохождения по стенке 4 волна 7, достигнув второго наклонного звукопровода 8, на котором установлен приемник 9, трансформируется в звукопроводе 8 в продольную импульсную волну 1О, которая поступает в приемник 9.

Электрический сигнал 11 (фиг.2,б) приемника 9 экспоненциально зависит от изменения концентрации ««! при .постоянной начальнОй толщине d стенки 4 резервуара.

При изменении толщины d стенки в процессе эксплуатации относительно

7965 2 начальной толщины Й„ принятый сигнал

11 также изменяется.

Электрический сигнал 11 приемника 9 используется для выработки аналогового сигнала, амплитуда Е которого пропорциональна амплитуде сигнала 11 приемника, Этот аналоговый сигнал логарифмиьчески сравнивают с опорным аналого-!

О вым сигналом, Амплитуду Е опорного сигнала (после ранее проведенного измерения амплитуды U сигнала приемника при начальных значениях толщины «, стенки и концентрации q !

5 раствора) устанавливают пропорциональной амплитуде П„ сигнала приемника 9, В результате логарифмического срав= нения вырабатывается аналоговый сиг20 нал с амплитудой Е, (фиг.2,в), пропорциональной логарифму сравниваемых величин U, /U. Сформированный аналоговый сигнал зависит и от измеря.емой величины, и от уменьшения тол25 щины лй стенки резервуара.

Исключение зависимости контроля концентрации q от уменьшения толшины стенки d производится следующим образом.

Дополнительный излучающе-приемный ультразвуковой преобразователь

12 возбуждают коротким электрическим импульсом 13 (фиг.2,r) который излучает дополнительную импульсную волну 15 по нормали к поверхности

35 стенки 4 резервуара.

Эта дополнительная импульсная волна 15 в звукопроводе 14 частично отражается от стенки 4 в виде волны 16 и частично проникает в нее.

Отраженная от внешней поверхности стенки ультразвуковая импульсная волна 16 достигает лреобразователя

12, который вырабатывает из нее первый электрический эхо-сигнал 18 (фиг.2,г).

Частично вошедшая по нормали в стенку 4 импульсная волна 17 достигает внутренней поверхности стенки и, отразившись от этой поверхности, распространяется через стенку в

50 звукопровод 14 обратно к преобразователю !2, который формирует второй электрический эхо-сигнал 19 (фиг.2,г), К последующим операциям способа

55 относится измерение интервала между принятыми эхо-импульсами 18 и 19 (фиг.2,r) и его абсолютного изменения Л относительно первоначального

Составитель Б.Бычков

Техред М.Ходанич юг 2

Корректор М.Самборская

Редактор Н.Швыдкая

Заказ 3282/44 .

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое. предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

3 l 2379 значения,, которое предварительно определяют при начальном значении d толщины стенки 4, и формирование анапогового электрического сигнала по амплитуде Е,(фиг ° 2,д), пропорционального уменьшению hi временного интервала с относительно его начального значения (при толщине d,).

0 контролируемой концентрации раствора или о ее изменении 4 от- 1О носительно ее начального значения q судят по сумме Е двух электрических аналоговых сигналов Е, и Е,. Величина Е суммарного аналогового сигназ ла является функцией контролируемого параметра hq и не зависит от уменьшения толщины стенки 4о.

Е = KFaq, где К вЂ” безразмерный коэффициент про- 2, порциональности;

Š— коэффициент пропорциональности, зависящий от вида раствора и параметров акустического тракта.

По величине суммарного сигнала Ед судят о концентрации контролируемого раствора.

Применение данного способа контроля концентрации растворов позволяет

30 повысить точность измерения за счет обеспечения корректировки показаний на величину влияния изменения толщи6 б5 4 ны стенки резервуара, имеющего место при ведении технологического процес-. са.

Формула изобретения

Способ контроля концентрации растворов, заключающийся в том, что в стенке резервуара посредством наклонно вводимой продольной импульсной волны возбуждают волну Лэмба, распространяющуюся вдоль поверхности стенки, и измеряют амплитуду продольной волны, преобразованной из принятой волны, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения погрешностей, вызванных амплитудным . изменением волны Лэмба при коррозионном износе стенки, в зоне распространения волны Лэмба вводят дополнительную импульсную волну в стенку резервуара по нормали к ней и принимают отраженные импульсы этой волны от внешней и внутренней поверхностей стенки,;измеряют временной интервал между принятыми импульсами и его изменение относительно первоначального значения интервала, которое предварительно определяют при начальной толщине стенки, а о концентрации раствора судят по амплитуде продольной волны с учетом изменения временного интервала.