Устройство для измерения концентрации и скорости движения дискретной фазы

Устройство для измерения концентрации и скорости движения дискретной фазы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ДИСКРЕТНОЙ ФАЗЫ двухфазного потока, содержащее параллельно расположенные два электрода, два экрана, высокочастотный генератор, измерительную схему, причем один электрод соединен с высокочастотным генератором, а другой - с измерительной схемой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, электроды заключены в экраны полностью , при этом в стенках экранов, в зоне между электродами, выполнены соосно расположенные отверстия, а экраны соединены с генератором и измерительной схемой. §

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН

М58 01 P 5 08. G 01 N 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3546204/18-25 (22) 08.02.83 (46) 07.10 ° 84. Вюл. Р 37 (72) В.Н.Лебедев, Ю.П.Некрасов и С.Н.Мохосоев (71) Донецкий государственный университет (53) 66-914 (088.8) (56) 1.owen С.Уопез, Jr.E . Теап Narc

Delhaye. Transient and statistical

measurement technigues for two-phase

flow:à critical review. — Int.J.

Ми111рйазе Flow, 1976, vol.3,р.р.92-.

95.

2. N ° Abuaf Т. Р. Feierabend, G. А.

Zimmer and О.С. Jones, Radio — freguency probe for bubble size and

velocity measurement.-Rev. Sci. Inst.

50 (10).0ct. 1979, р.р.1261-1263 (прототип) .

„,SUÄÄ 117534 А (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ

ДИСКРЕТНОЙ ФАЗЫ двухфазного потока, содержащее параллельно расположенные два электрода, два экрана, высокочастотный генератор, измерительную схему, причем один электрод соединен с высокочастотным генератором, а другой — с измерительной схемой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, электроды заключены в экраны полностью, при этом в стенках экранов, в зоне между электродами, выполнены соосно расположенные отверстия, а экраны соединены с генератором и измерительной схемой.

1117534

Изобретение относится к области исследования физических свойств материалов и может использоваться для измерения концентрации и скорости движения дискретной фазы в системах типа жидкость — жидкость и жидкость — 5 газ.

Известны оптические датчики, состоящие из системы световодан и чувствительного элемента, изгатовленно1

ro иэ прозрачного материала. Локальная концентрация определяется по измерению светового потока в момент прохождения дискретной фазы, а скорость — по времени изменения светового потока в момент пересечения чувствительной зоны (11.

Однако оптические датчики, основанные на принципе изменения коэффи.циента преломления на границе раздела, имеют большую погрешность при изменении концентрации, так как ре- 20 гистрируют отраженный луч от проходящих вблизи включений дискретной фазы.

Наиболее близким к изобретению является устройство z-f ргоЬе, 25 для измерения концентрации и скорос: ти движения дискретной фазы, содержащее параллельно расположенные н экранах дна электрода, один из которых подключен к высокочастотному.ге-. ЗО нератору, а другой †. к измерительной схеме.

Локальная концентрация апределяе.",ся по изменению диэлектрической проницаемости но время пребывания дис- 35 каретной фазы в зоне между электродами, а скорость — на времени пересечения этой зоны Г23 °

Однако устройство г-Г рхоЬе имеет низкую точность как при изме- @ рении локальной концентрации, так и .при измерении скорости движения дискретной фазы.

Цель изобретения — повышение точности измерения концентрации и ско- 45 рости движения дискретной фазы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения концентрации и скорости движения дис- 5п скретной фазы двухфазного потока, содержащем параллельно расположенные два электрода, два экрана, высокочастотный генератор, измерительную схему, причем один электрод соединен с высокочастотным генератором, а другой - с измерительной схемой, электроды заключены в экраны полностью, при этом в стенках экранов, в зоне между электродами, выполнены соосно расположенные отверстия, à 0 экраны соединены с генератором и измерительной схемой.

На фиг, 1 представлена конструкция предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема включения устройства.

Устройство состоит из электродов

1 и 2, закрытых экранами 3 и 4, Электрическое замыкание между электродами 1 и 2 и экранами 3 и 4 предотвращает слой диэлектрика 5. Для обеспечения жесткости конструкции экраны вмонтированы в трубку б большего диаметра и залиты герметиком 7.

Высокочастотный генератор В подключен к электроду 1 и экранам 3 и 4.

Измерительный дифференциальный усилитель 9 — к электроду 2 и экранам

3 и 4.

В зависимости ат конкретных задач число саасна расположенных отверстий может быть увеличено. В частности две пары отверстий позволяют получать информацию об ориентации устройства относительно потока.

Расстояние отверстий от крайних точек экранов 3 и 4 может быть изменено вплоть до размещения электродов 1 и 2 внутри клиньев, образованных экранами 3 и 4.

Устройство работает следующим образом.

В однородном потоке высокочастотный ток ат электрода 1 замыкается на экраны 3 и 4 и приемный электрод 2.

Рассмотрим отношение тока в цепи электрода 2 к току в цепи экранов и 4. Пусть к остриям экранов 3 и 4 приближается дискретная фаза имеющая диэлектрическую проницаемость меньшую, например, чем основного потока, тогда ток в цепи экранов 3 и 4 уменьшается, а так в цепи электрода 2 увеличивается в силу постоянства тока генератора. Чем быстрее увеличивается так в цепи электрода 2 и уменьшается в цепи экранов 3 и 4„ тем быстрее приближается дискретная фаза, т.е. нет необходимости в контакте дискретной фазы с экранами 3 и 4 — скорость измеряется на расстоянии от устройства.

Относительное увеличение тока в цепи электрода 2 происходит, когда дискретная фаза приближается к соос но расположенным отверстиям. В некоторый момент изменение тока в цепи электрода 2 сравнивается с изменением така в цепи экранов 3 и 4. Экспериментально было определено, что диаметр этой зоны сравним с диаметром отверстий. В описании зона, в которой ток в электроде 2 начинает уменьшаться, названа зоной чувствительности.

Если дискретная фаза пересекает зону чувствительности, та ток в цепи электрода 2 резко уменьшается. Таким образом, более низкому значению тока в цепи электрода 2 соответствует момент прохождения дискретной фазы через зону чунствительности. Чем она меньше, тем точнее определяется концентрация дискретной фазы. Диаметр

1117534

Составитель В. Немцев

Редактор Н.Бобкова Техред Т.Цубинчак Корректор А.Тяско

Заказ 7211/28 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 эоны чувствительности задается диаметром отверстий или удалением электродов 1 и 2 вглубь экранов 3 и 4, т.е. геометрией устройства.

Если дискретная фаза проходит вблизи зоны чувствительности, но не пересекает ее, то ток в цепи электрода 2 только увеличивается, т.е. при формировании сигнала для определения локальной концентрации исключается погрешность, характерная для извест- 30 ного устройства.

Уменьшение (для данного случай) выходного напряжения происходит только в момент пересечения дискретной фазой узкой зоны чувствительности, что позволяет точно регистрировать границы дискретной фазы и формировать сигнал для определения концентрации независимо от формы включений.

Использование изобретения позволяет повысить точность измерений параметров двухфазиого потока в лабораторных и промышленных установках.