[其他]超聲波河流泥沙濃度測定儀

無效

• 申請號: 87211075
• 申請日: 1987-07-30
• 公開（公告）號: CN87211075U
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發明（設計）人: 劉玉英;劉坤厚
• 申請（專利權）人: 中科院山西煤碳化學研究所
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 中國科學院山西專利事務所
• 代理人: 衛凌秋,張承華

本實用新型屬于用超聲技術測定懸浮體中固體含量的濃度儀，具體涉及一種用于在線監測河流泥沙的儀器。

測量河流泥沙含量主要是為了掌握泥沙運動規律，為河流沖淤變化、沙量平衡計算。水庫淤積計算等提供確切的泥沙資料。河流中泥沙含量的檢測。過去沿用采樣分析的器測法，這種方法簡陋、勞動強度大、水樣代表性差，尤其不能適應纜道設施的需要，不能在線連續監測。

近年來，超聲技術的應用研究非常活躍。1981年英國石油（British petroleum 1981·10·9）報導了二種懸浮體中固體濃度測定儀，該儀器只適用于少量的樣品分析。1978年日本的古里明留發表了用超聲波測定污泥濃度的論文“高懸濁液－污泥－濃度計測”（《計裝》，1984·11），所述的超聲波式濃度計是根據將超聲波發射到懸浮液以后，同懸浮粒子撞擊而發生散射，由散射而造成的超聲波衰減同懸浮粒子的濃度有關這一原理設計的，文中只介紹了該濃度計的原理和測量方案，并未作更詳盡的描述，而且這種濃度計都是用于管道測量的。目前已有的超聲檢測設備大都采用連續波或尖脈沖波激勵發射換能器，連續波的發射電路雖簡單，但它的缺點是容易形成駐波，影響測量精度，而尖脈沖波由于本身的頻譜成份十分豐富，而換能器通常是一個窄帶的響應器件，不能將響應頻帶以外的電能轉換為聲能，用這種方法激勵換能器，則換能器總的電聲轉換效率較低，同時，由于介質對聲波衰減的頻散作用，在傳播過程中，不論是媒質本身的吸收頻散或制導波的幾何頻散，各種頻率成份的波將以不同的群速度進行傳播，這就使得脈沖波形將隨著傳播距離的增大而發生畸變，也會影響測量精度。

本實用新型的目的在于提供一種相對誤差小，測量精度高的專用于測量河流泥沙濃度的濃度儀。

本實用新型的泥沙濃度儀，根據超聲波在液體中傳播時遇到懸浮粒子會產生衰減，而衰減量與液體中的懸浮粒子的濃度有關這一原理設計的。本實用新型的電路部分主要包括：發射電路、發射和接受換能器和接收電路三部分。

圖1為超聲波河流泥沙濃度儀的電路框圖。圖中1為方波發生器，2為脈沖形成電路，3為控制門電路，4為振蕩器，5為激勵電路，6為發射換能器，7為接收換能器，8為接收放大器，9為峰值檢測器，10為顯示器，11為記錄器。本電路采用220伏交流或12伏直流供電，方波發生器1產生矩形脈沖，經脈沖形成電路2形成一定幅度的反向脈沖信號去控制門電路3，振蕩器4產生的一定頻率的振蕩脈沖通過門電路3的調制而產生調制脈沖加到激勵電路5進行放大，然后去激勵發射換能器6，換能器內的壓電晶片在激勵信號的作用下產生機械彈性振動，在水中形成超聲波，超聲波穿過一定距離的水之后，被接收換能器7接收并轉換成電信號，接收放大器8將接收到的信號放大，經峰值檢測器9進行峰值檢測后在顯示器10顯示出對應于含沙量的模擬信號，同時記錄器11將含沙的變化過程進行記錄。本實用新型的特征在于所說的方波發生器1，脈沖形成電路2，控制門電路3，振蕩器4和激勵電路5所構成的發射電路產生調制脈沖波，用于激勵發射換能器。

圖2為振蕩器電路圖。該電路是由SJT、T₁組成的并聯式石英振蕩電路，產生頻率與振幅都穩定的正弦波信號。振蕩頻率由所測泥沙介質來確定，振蕩信號通過C₄從A點輸出。