Измеритель скорости звука

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s G 01 H 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

В ЕДОМСТВО СССР ()6) 07.02.93. Бюл. М 5 (71) Донецкий государственный университет (; 2) С;П.Клопенко (56) Авторское свидетельство СССР

1429015, кл, G 01 Н 5/00,1987.

Авторское свидетельство СССР

1654675, кл. G 01 Н 5/00, 1989. (4) ИЗ М Е РИТЕЛ Ь СКОРОСТИ ЗВУКА (57) Изобретение относится к измерительн и и экспериментальной технике и может б 1ть использовано для измерения скорос ей звука в жидких средах в системах автоматического контроля и управления т хнологическими процессами. Цель изоб етения — повышение надежности измерит ля, В измеритель, содержащий!

Изобретение относится к измерительн и и экспериментальной технике и может б1)1ть использовано для измерения скоростей звука в жидких средах в системах автом тического контроля и управления т хнологическими процессами.

Известен измеритель скорости звука в м рской воде, содержащий корпус, отражатель и противолежащий к торцовой поверхн )сти отражателя преобразователь, отражатель выполйен в виде герметичного пустотелого цилиндра с наружной кольцевой проточкой и устанавливается на расчетном и неизменном расстоянии от преобразователя.

Недостатком этого измерителя является низкая точность, обусловленная некомверхности протектора обратимый электроакустический преобразователь, подвижный компенсационный элемент, на котором закреплен отражатель, установленный соосно протектору, опоры и электронный блок, лектрически связанный с обратимым электроакустическим преобразователем, введена втулка с двумя концентричными отверстиями, во внутреннем из которых уСтановлен цилиндрический корпус, а в другом — компенсационный элемент с возможностью перемещения и фиксации.

Опоры -размещены на втулке в плоскости, параллельной протектору, одна из опор предназначена для корпуса,"другая — для компенсационного элемента, который выполнен в виде штанги. Фиксаторами штанги и корпуса являются опоры, 2 ил, пенсированным влиянйем йроте а орэ, йе=" возможность корректировки реальных величин компенсационных плеч измерителя, невозможность использования измерителя в системах автоматики из-за отсутствия перестраиваемой по величине акустической базы, а конструкция проточной части измерителя затрудняет свободное протекание жидкости в измерительном объеме.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель скорости звука в жидких средах, содержащий цилиндрический корпус с размещенным в торце корпуса протектором, обратимый электроакустический преобразователь, электрически связанный с электронным,блоком, отражатель, соосно

1793262 противолежащий протектору, компенсаци- в виде плоского диска отражатель 6 соосно онные цилиндры, соединенные между со- противолежит протектору 5 и закреплен на бой подвижной опорой так, что образуют конце подвижного компенсационного элегермабарокомпенсатор длины акустиче- мента 7 в виде штанги, где размещено крепской базы, причем при изменении длины 5 ление 8 отражателя 6 к подвижному акустической базы ее термобарокомпенса- компенсационному элементу 7, Вторым циа сохраняется.: .. - ..; . компенсационным плечом является цилинНедостатками известнбго измерителя дрическая часть корпуса 2. Охватывающая скорости звука IIBnfllofcR сложность уСтрой- цилиндрическую часть корпуса 2 втулка 9 ства автоматической коррекции длин плеч "0 снабжена отверстием, в котором перемещакомпенсационных цилиндров термобаро- ется штанга 7. На втулке 9 размещены фиккомпенсатораприизменениидлиныакусти- сатор 10 штанги 7 и фиксатор 11 второго ческой базы, трудоемкость и необходимость кбмйеЙсационного плеча, которым является настройки измерителя, перекалибровка. цилиндрическая часть корпуса 2, оси фиксаиз-за разборки и сборки измерителя в про- "5 торов 10 и t1 размещены в плоскости, пацессе очистки его деталей от следов изме- раллельной плоскости протектора 5, ряемых жидких сред, индивидуальной .. Устройство работает следующим обраподгонки деталей, ненадежность конструк- зом. ции измерителя из-за налйчия штифтов с . Для точной работы необходимо выдермалой площадью контанка с компенсацион- 20 живать постоянство установленной длины ными цилиндрами; что йриводит к интен- акустической базы le. путем компенсации сивному их износу и увеличению. температурного и барического воздействий погрешности прибора из-за постоянно уве- на длину акустической базы. Компенсация личивающегося люфта в обеих резьбовых осуществляется за счет равных температур канавках компенсационных цилиндров. 25 ныхибарическихприращенийдлинкомпенКроме того, невозможно определять факти- сационных плеч относительно опоры, в одно ческие величины длин компейсационных из компенсационных плеч входит акустичецилиндров со р нно б анного измерителя; ская база. В этом случае величина акустиче

Цель изобретения — повышение надеж- ской базй остается неизменной. ой тва. - .30 Условие постоянства величины акустиности устройства. выполнении аЦ остигается тем, что известйый из- ческой базы заключается в вь рмеритель, содержащий цилиндрический: венства д ф (д я ) где д д (д1т корпус; в тоРЦе KoT090I о РазмеЩен приле- — приращение длин первого (второго) комгающий к внутренйей повеРхности пРотек- пенсационных плеч под дестабилизируютора обратимый электроакустический 35 щим воздействием температуры и

ПРеобРа ователь подвижный компенсаци- давления, При этом длина первого компенонный элемент, на кОтоРом Закреплен Отра- сационного плеча включает длины акустичежатель, Установленный соосно протектору, ской базы 1; и второго компенсационного опоры и электронный блок, электрически плеча связанный с обратимым электроакустиче- )1= +

- 40 ским преобразователе, снабжен втУлкой с ина второго компенсационного плеча 12, двумя QTGepcTNAMI" водном уСтановлен ElM- - при котором установленная длина акулиндрический корпус,"а в другом — компен стической базы 1Ь тЕРмокомпенсирорана, сационныи элемент с возможностью а1

45 равна 12 = ь. ох перемещения и фиксации, опоры размеще- Р ны на втулке в плоскости, параллельной компенсации при термобарокомпенсации выполняется при условии — = —, о на из опор предназначена а1 Е2 для корпуса; другая для компенсацйонного вы

Е1 элемента; котоРый выполнен в виДе штанги, где а 1(а 2) — темпера урный коэффициент фиксаторами штанги и корпуса являются линейного расширения материала первого

50 (второго) компенсационного плеча; Е1(Е2)—

На фиг. 1 показана схема теРмобаРо- модуль eHI-a материала первого (второго) компенсатора: на Фи 2- измеритель. компенсационного плеча.

Измеритель состоит йз корпуса 1 с цилиндрической частью 2, в корпусе Размещен Поэтому, рассчитав íеобходимую вели55 электРонный блок измеРителЯ 3, в тоРце чину акустической базы 1б или установив ее корп

Рпуса 1 Размещен электРически соеди- экспериментально.поформулерассчитываI ненный с электронным блоком 3 обратимыи: ют величины компенсационных плеч 1 и электРоакустический пРеобРазователь 4, устанавливают втулку 9 на необходимое защищенный протектором 5. Выполненный

1793262 расстояние от протектора 5 и закрепляют фиксаторами 10 и 11, установив необходимую длину подвижного компенсационного эг1емента 7, Например, погрешность измерения с орости звука, вносимая воздействием температуры на акустическую базу при разб лансе, длин обоих компенсационных п еч, одно — из титана марки ВТ-23 с теми ратурным коэффициентом линейного р сширения а1 = 8,1 10 1/град, а другоеи нержавеющей стали 12Х18Н10Т с а2 =

-6

=16 10 1/град, при изменении температурь в диапазоне -2)-35 С с точностью устан вки, равной 0,1 мм. составит

Л Со,1мм - 2,4 10 з м/с, точностью, равной 0,02 мм, составит

Л С0,02 мм =. 3.2 10 м! с.

Формула изобретения

Измеритель скорости звука, содержащ и цилиндрический корпус. в торце которо о размещен прилегающий к внутренней по ерхности протектора обратимый электро кустический преобразователь, подвижны компенсационный элемент, на котором закреплен отражатель, установленный coocto с протектором, опоры и электронный бл к, электрически связанный с обратимым эл ктроакустическим преобразователем, о л и ч а ю шийся тем, что, с целью

При воздействии гидростатического давления в диапазоне 0-100 атм величины погрешностей такого же порядка, При необходимости изменения величи5 ны акустической базы для обеспечения равенства частоты выходного сигнала измерителя для новых оптимальных величин контролируемых параметров исследуемых жидких сред при использовании измерите10 ля в системах контроля и управления технологическими процессами перестройку акустической базы легко осуществить в обычных цеховых условиях.

Проводить калибровку нет необходимо15 сти, так как возможно использование одйих исходных табличнйх данных.

Преимущество предлагаемого устройства заключается в повышении его надежности за счет упрощения устройства без

20 ухудшения его метрологических параметров.

25 повышения надежности измерителя, он снабжен втулкой с двумя концентричными отверстиями, во внутреннем из которы:: установлен цйлиндрический корпус, а в дру30 гом — компенсационнйй элемент с возможностью перемещения и фиксации, опоры размещены на втулке в плоскости, параллельной протектору, одна из опор предназначена для корпуса, другая — для

35 компенсационного элемента, который выполнен в виде штанги, фиксаторами штанги и корпуса являются опоры, 1793262

Составитель С. Клопенко

Техред М.Моргентал Корректор Т, Палий

Реда кто р С, Кул акова

Производственно-йздательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101.Заказ 496 Тираж Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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