Устройство для контроля несмешивающихся жидкостей

Устройство для контроля несмешивающихся жидкостей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕСМЕНИВМЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ, содержащее блок генерации, два акустических тракта, каждый из которых состоит из блока излучения и приема ультразвуковых колебаний и усилителя, схему .измерения и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с к тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , оно снабжено третьим акустическим трактом, тремя преобразователями частота - напряжение по одному в каждом тракте и двумя сумматорами, при этом излучатели и приемники ультразвзгковых колебаний акустических трактов расположены по направлению прямоугольных осей координат X , Y , 2, входы сумматоров подключены через преобразователи частота - напряжение к акустическим трактам, излзгчатели и приемники которых расположены соответственно по осям координат X и 2 i Y и 2 , выходы сумматоров подключены (Л к регистратору, а выход одного из усилителей акустического тракта соеCZ динен с входом блока генерации. эо :о :л о :о

ССЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

«ю «и

ЗСЮ G 01 N 29 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ., К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4Ф

1 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ (21) 3533269/25-28 (22) 10.01.83 (46) 30.04.84. Бюл. Ф 16 (72) Я.Ш.Вихман и В.М.Бекетов (71) Специальное конструкторское бюро

"Транснефтеавтоматика" (53) 534.6(088.8). (56) 1. Патент США Ф 4220041, кл. 73-.61. 1, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 476498, кл. G 01 И 29/02, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

У 742393, кл. G 01 N 29/02, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ, содержащее блок генерации, два акустических тракта, каждый из которых состоит из блока излучения и приема ультразвуковых колебаний и усилителя, схему измерения и регистратор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможнос" тей, оно снабжено третьим акустическим трактом, тремя преобразователями частота — напряжение по одному в каждом тракте и двумя сумматорами, прн этом излучатели и приемники ультразвуковых колебаний акустических трактов расположены по направлению прямоугольных осей координат Х, Y

2, входы сумматоров подключены через преобразователи частота — напряжение к акустическим трактам, излучатели и приемники которых расположены соотб ветственно по осям координат X и 2

Y и 2, выходы сумматоров подключены к регистратору, а выход одного из усилителей акустического тракта соединен с входом блока генерации. работает следующим

Устройство образом.

Каркас 1 с ема помещают таким образом и приемник 3, координат Х, поверхностным

1 1089

Изобретение относится к автомати-зации технологических процессов, в частности в нефтехимической промышленности, и может найти применение в системах контроля нефтесодержащих вод, балластных и промывочных жидкостей, а также к измерению объемного состава несмешивающихся технологических жидкостей.

Известно устройство для контроля загрязненной водной поверхности от пролитой нефти, содержащее два чувст. вительных элемента, из которых один расположен в поверхностном слое, а другой ; в глубинном слое контролируемой среды 1).

Такое устройство сигнализирует о наличии слоя пролитой нефти на поповерхности контролируемой среды.

Однако с помощью этого устройства невозможно определить объемный состав нефтяных включений в воде.

Известно также ультразвуковое устройство для.контроля состава технологических жидкостей, содержащее размещенные в контролируемой среде опорный, (образцовый) и измерительный акустические каналы, образованные каждый соответствующими пьезоиэлучатеЛем и пьезоприемником, генератор

30 зондирующих импульсов и блок-схему измерения и регистрации, включающую соответствующие каждому каналу усилители-формирователи импульсов и регистратор Г2 1.

Однако известное устройство также не позволяет определить объемные соотношения между составными компонентами в контролируемой среде.

Наиболее близким к предлагаемому о. 40 по технической сущности и достигаемо; му эффекту является устройство для контроля несмешивающихся жидкостей, содержащее блок генерации,два акустических тракта, каждый из которых состоит из блока излучения и приема

45 ультразвуковых колебаний и усилителя, схему измерения и регистратор (3). . Однако известное устройство не обеспечивает определения объемного состава компонентов в жидкой среде.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воэможности определения объемного состава компонентов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля несмешивающихся жидкостей, содержащее блок генерации, два акустических

509 2 тракта, каждый из которых состоит изблока излучения и приема ультразвуковых колебаний и усилителя, схему измерения и регистратор, снабжено, третьим акустическим трактом, тремя преобразователями частота — напряжение по одному в каждом тракте и двумя сумматорами, при этом излучатели и приемники ультразвуковых коле баний акустических трактов расположены по направлению прямоугольных осей координат X,, Y, Я, входы сум маторов подключены через преобразователи частота-напряжение к акустическим трактам, излучатели н прием-. ники которых расположены соответственно по осям координат Х н 7, Y и 2, выходы сумматоров подключены к регистратору, а выход одного из усилителей акустического тракта соединен с входом блока генерации.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы измерения состава контролируемой срет ды.

Устройство содержит каркас 1 в форме куба, блок излучения и приема ультразвуковых колебаний, излучатели и приемники которого расположены на ребрах каркаса 1 соответственно прямоугольным осям координат X Y Z

Излучатель 2 и приемник 3 расположены по оси Х, излучатель 4 и приемник

5 — по оси У, излучатель 6 и при- ., емник 7 — по оси Z . .Выход блока 8 генерации подключен к излучателям 2, 4 и 6. Входы усилителей 9 - 11 подключены к приемникам 3, 5, 7.. Входы преобразователей 12 — 14 частота— напряжение подключены к выходам усилн телей:9 — 11 соответственно, причем выход усилителя 11 одновременно соадннен с входом блока 8 генерации.

Входы сумматоров 15 и 16 подключены через преобразователи 12 — 14 частота — напряжение к акустическим трактам, излучатели и приемники которых расположены соответственно по осям координат Х и 2, Y u g . Выходы сумматоров подключены к регистратору 17. блоком излучения и прив контролируемую среду чтобы излучатель 2 расположенные по оси контактировали с ее слоем.

1089

При отсутствии неоднородностей . в контролируемой среде работа происходит в следующем порядке.

При включении устройства блок 8 генерации выдает зондирующий импульс, поступающий на излучатели 2, 4, 6 каналов X Y, Z и излучаемый в исследуемую среду по трем направлениям. Из условия равенства акустичес,mc баэ каналов Х,, 2 и однород- 1р ности физико-химического состава среды s контролируемом объеме на приемники 3, 5, 7 иэлученные импульсы поступят одновременно. Принятые импульсы усиливаются усилителями 9, 10 и 11. С выхода.усилитепя 11 сформиро. ванный импульс поступает на блок 8 генерации, вызывая его повторный запуск. Таким образом, блок 8 генера ции, канал 2 и усилитель 11 образуют замкнутую схему, работающую в режиме синхрокольца с частотой автоциркуляции импульсов, зависящей от состава среды в зоне измерительного опорного канала Z . При этом обеспечивается 25 синхронный запуск импульсов в каналах К и i(. С выхода усилителя 11 последовательность импульсов поступает на преобразователь 14 частотанапряжвнне, выходной сигнал которого в форме напряжения постоянного тока с определенной полярностью поступает на входы сумматоров 15 и 16.

С выходов усилителей 9 и 10 последовательность импульсов поступает на

35 соответствующие входы преобразователей 12 и 13 частота — напряжение, выходные сигналы которых по форме напряжения постоянного тока, однако с противоположной полярностью, посту. пают на вторые входы сумматоров 15 и 16. Вследствие указанного равенст509 4 ва на входы сумматоров 15 и 16 поступают равные по величине и противо-. положные по знаку напряжения. При этом на выходе сумматоров напряжение равно нулю, а показания регистратора

17 отсутствуют. При изменении состава контролируемой среды, связанной с появлением на ее поверхности более легкого процукта, например нефти, зондирующий импульс в канале Х воспринимается приемником 3 с известной задержкой вследствие меньшей скорости распространения ультразвука в нефти, чем в воде. Выходное напряжение преобразователя 12 изменяется, а на выходе сумматора 15 появляется разностное напряжение. Это напряже-.

-ние фиксируется регистратором 17, например, скачкообразным изменением диаграммной линии регистратора, в случае выполнения его в виде потейциометра (фиг. 2). При дальнейшем возрастании толщины слоя плавающего нефтепродукта возрастает время задержки прохождения импульса в канале Y в силу большего пути по нефтепродукту относительно уменьшающегося пути по воде, что вызывает изменение выходного напряжения преобразователя

13 а на выходе сумматора 16 появляется разностное напряжение. Это напря жение, представленное на диаграммной ленте регистратора 17 наклонной линией, при градуировке ленты в единицах объема дает прямой результат отсчета количества нефтепродукта в исследуемом объеме.

Предлагаемое устройство позволяет определить объемный состав несмешивающихся жидкостей, что приводит к расширению его функциональных вознажностей.

1089509

Мкг/н

Фиа,2 е

Составитель Б.Бычков

Редактор И.Ковальчук Техред Т.Фанта Корректор И.Эрдейи

Заказ 2926/42

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

Грсирик

ВоВи- слой нв(рти

Гриффин, стражаюил,ий уВеличи6ивщый см адзеи несрти В Воде, Ю кг/и

Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

133035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5