Способ контроля несплошностей потока жидкости в трубопроводе

Способ контроля несплошностей потока жидкости в трубопроводе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для определения несплошностей и режима течения потока жидкости в трубопроводе при эксплуатации. Целью изобретения является повышение информативности контроля за счет определения характера несплошностей потока. Способ заключается в том, что трубопровод с контролируемой средой прозвучивается ультразвуковыми импульсами (УЗИ) и измеряются ультразвуковые колебания, прошедшие контролируемую среду . При этом дополнительно и одновременно прозвучивают трубопровод в перпендикулярном направлении, принимают ультразвуковые импульсы, прошедшие через среду, и регистрируют их амплитуды. В двух взаимно перпендикулярных направлениях принимают УЗИ, отраженные от границы раздела фаз потока, измеряют время их пробега и по измеренным значениям времени пробега и амплитуд принятых УЗИ судят о концентрации газовой фазы и режиме течения потока. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4454684/28 (22) 04.07,88 (46) 28.02.91. Бюл. ¹ 8 (71) Харьковский авиационный институт им. Н,Е. Жуковского (72) Е.С. Чистяков и Ю,И. Дышлевой (53) 620.179.16 (088.8) (56) Носов В.А. Проектирование ультразвуковой измерительной аппаратуры. М.: Ма-шиностроение, 1972, с. 197-203.

Авторское свидетельство СССР

¹.254865, кл. G 01 N 29/00, 1969 (прототип), (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НЕСПЛОШНОСТЕЙ ПОТОКА ЖИДКОСТИ В ТРУБОПРО,ВОДЕ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для определения несплошностей и режима течения потока жидкости в трубоИзобретение относится к контрольно— измерительной технике и может бысть использовано для определения несплошностей и режима течения потока жидкости в трубопроводе при эксплуатации различных гидравлических систем.

Цель изобретения — повышение информативности контроля путем определения характера несплошностей потока.

На чертеже представлена блок-схема установки для реализации способа.

Установка содержит два приемоизлучающих преобразователя (датчика) 1 и 2 и два приемных датчика 3 и 4, установленных на противоположных сторонах трубопровода 5

„„. Ж„„1631401 А1 проводе при эксплуатации. Целью изобретения является повышение информативности контроля за счет определения характера несплошностей потока. Способ заключается в том, что трубопровод с контролируемой средой прозвучивается ультразвуковыми импульсами (УЗ И) и измеряются ультразвуковые колебания, прошедшие контролируемую среду, При этом дополнительно и одновременно проэвучивают трубопровод в перпендикулярном направлении, принимают ультразвуковые импульсы, прошедшие через среду, и регистрируют их амплитуды, В двух взаимно перпендикулярных направлениях принимают УЗИ, отраженные от границы раздела фаз потока, измеряют время их пробега и по измеренным значениям времени пробега и амплитуд принятых УЗИ судят о концентрации газовой фазы и режиме течения потока. 1 ил. таким образом, чтобы прозвучивание тру- . бопровода 5 с контролируемой средой 6 осу- i ществлял ось в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Установка содержит также два ультразвуковых серийных дефектоскопа 7 и 8, на- пример, типа ДУК вЂ” 66П, входы и выходы которых подключены соответственно к дат- чикам 1 и 2. Второй выход дефектоскопа 7 соединен с вторым входом дефектоскопа 8 и первым входом двухканального регистратора 9. Второй и третий входы регистратора соединены с приемными датчиками 3 и 4.

1631401

Способ контроля несплошностей потока жидкости в трубопроводе осуществляется следующим образом.

Ультразвуковой дефектоскоп 7, работающий в автоколебательном режиме, периодически генерирует электрические импульсы, возбуждающие в датчике 1 ультразвуковые импульсы с частотой колебаний, выбираемой в диапазоне 1,25 — 2,5 мГц. Этими импульсами прозвучивают трубопровод

5 с контролируемой средой 6. С помощью приемного датчика 3 принимают ультразвуковые колебания, прошедшие контролируемую среду 6, и на регистраторе 9 регистрируют их амплитуду Аз, При нарушении сплошности потока жидкости за счет, например, появления газовых пузырьков амплитуда Аз принятых колебаний падает пропорционально обьемной кон центрации пузырьков газа.

Регистрация амплитуды колебаний может быть осуществлена любым двухканальным осциллографом, развертка которого запускается . синхроимпульсами, подаваемыми с второго выхода "Выход синхронизации" дефектоскопа 7, Этими же импульсами производится запуск второго дефектоскопа

8, который генерирует синхронно с дефектоскопом 7 электрические импульсы, воз.буждающие в датчике 2 ультразвуковые импульсы с частотой колебаний, отличной от частоты колебаний датчика 1. Этими импрульсами дополнительно и одновременно прозвучивают трубопровод 5 в перпендикулярном направлении. С помощью приемного датчика 4 принимают ультразвуковые колебания, прошедшие контролируемую среду 6, и на регистраторе 9 регистрируют амплитуду этих колебаний А4.

Дополнительное и одновременное прозвучивание трубопровода в перпендикулярном направлении позволяет получить более точную информацию о концентрации газовых пузырьков при неравномерном распределений их в потоке жидкости, так как при этом прозвучивается большая часть течения трубопровода, Если в потоке устанавливается режим течения с четко выраженной границей раздела фаз (например, расслоенный, кольцевой), то создаются условия для отражения ультразвуковых импульсов от границы раздела. С помощью приемных пьезоэлементов приемоизлучающих датчиков 1 и 2 и дефектоскопов 7 и 8 в двух взаимно перпендикулярных направлениях принимают ультразвуковые импульсы, отраженные от границы раздела фаз потока, и измеряют времена их пробега tt и ц от датчиков до границы раздела фаз. По измеренным зна5

55 чениям времен пробега i1 и t2 и амплитуд принятых, ультразвуковых импульсов Аз и А4 судят о концентрации газовой фазы и режиме течения потока. При идентификации режимов течения руководствуются характерными особенностями изменения параметров tt, t2, Аз и А4, присущими каждому режиму течения.

При пузырьковом режиме течения амплитуды импульсов Аз и А4 изменяются от максимального значения доО в зависимости от концентрации пузырьков, На дефектоскопах 7 и 8 наблюдаются только импульсы, отраженные от внутренних стенок трубопровода 5, Их положение на экранах дефектоскопа постоянно и не зависит от концентрации пузырьков, При расслоенном режиме течения амплитуда импульса А4 = О, Амплитуда импульса

Аз = 0 или Аз = Аз к в зависимости от того, где находится граница раздела фаз — ниже или выше оси датчиков, На экране дефектоскопа 7 появляется отраженный от границы раздела фаз импульс, время пробега которого t> меняется в зависимости от изменения положения границы раздела фаз, На экране дефектоскопа 8 наблюдаются только импульсы, отраженные от внутренних стенок трубопровода 5.

При кольцевом режиме течения амплитуды импульсов Аз и А4 равны О, На экранах дефектоскопов 7 и 8 появляются отраженные от границы раздела фаз импульсы, время пробега которых t1 и tz зависит от диаметра газовой фазы.

При снарядном и обращенно — кольцевом режимах течения амплитуды импульсов

Аз и А4 равны О. На экране.дефектоскопов 7 и 8 наблюдается только импульс, отраженный от внутренней стенки трубопровода, Идентификация этих режимов течения дополнительно производится по характеру изменения измеряемых параметров во времени.

При снарядном режиме течения наблюдается скачкообразный характер изменения параметров на время прохождения газовой пробки. При установившемся обращенном кольцевом режиме течения изменения параметров so времени постоянны.

Для определения концентрации газовой фазы при расслоенном и кольцевом режимах течения по временному интервалу между импульсами, отраженными от внутренних стенок трубопровода известного диаметра, предварительно определяется скорость звука в контролируемой среде. 3атем по измеренным временам пробега tt u

tg с учетом измеренной скорости звука известными методами вычисляют расстояния

1631401 от внутренней стенки трубопровода до границ раздела фаз потока, по которым определяют объем газовой фазы в потоке или ее концентрацию.

Формула изобретения

Составитель Г. Федоров

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор С, Шекмар

Редактор И. Касарда

Заказ 540 Тираж 389 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Способ контроля несплошностей потока жидкости в трубопроводе, заключающийся в том, что прозвучивают жидкость в плоскости, перпендикулярной к продольной оси трубопровода, ультразвуковыми колебаниями в диаметральном направлении, принимают прошедшие колебания, измеряют их амплитуду, по которой определяют несплошности -.. потакажидкости, отл ича ющийся тем, что, с целью повышения информативности контроля путем определения характера не5 сплошностей потока, дополнительно прозвучивают жидкость в той же плоскости ультразвуковыми колебаниями в диаметральном и перпендикулярном к первому направлениях, дополнительно принимают для обоих

10 направлений зхо-импульсы ультразвуковых колебаний, отраженные от несплошностей потока жидкости, измеряют времена их прихода, по которым определяют характер несплошностей потока жидкости.