Способ измерения концентрации неоднородностей в двухфазном потоке

Способ измерения концентрации неоднородностей в двухфазном потоке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения концентрации неоднородностей в двухфазном потоке. Изобретение может быть использовано для контроля параметров систем пневмотранспорта порошкообразных материалов , систем подачи топливных смесей двигателей внутреннего сгорания, а также при проведении научно-исследо - вательских работ. Цель изобретения - увеличение точности и информативности измерения путем определения фракционного состава неоднородностей„ В измерительную камеру подают двухфазный потоко Возбуждают излучающие пьезопреобразователи (ПП), ультразвуковых колебаний (УЗК) видеоимпульсами (ВИ) с длительностью, большей периода собственных колебаний. При этом происходит избирательное поглощение энергии УЗК неоднородностями различных размеров в зависимости от длительности ВИ. Изменяя длительность ВИ, определяют фракционный состав неоднородностей по амплитуде выходного сигнала, выделяемого приемными ПП УЗК, пропорциональной концентрации неоднородностей. 2 ил. с SS (Л

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УЬЛИН

„.,SU „,16493

А1 (gg)5 Г 01 N 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный кОмитет пО иэОБРетениям и ОтнРцтиям

ПРИ ПЮТ СССР (21) 4627752/25 (22) 24. 10. 88 (46) 15.05.91. Бюл. Р 18 (71) МГТУ им. Н, Э. Баумана (72) А.В. Воронецкий, С.Л. Комиссаров и Л.А.Филимонов (53) 539.215 (088.8) (56) Носов В.А. Проектирование ультразвуковой измерительной аппаратуры.

М.: Машиностроение, 1972, с. 164.

Клименко А.П. Методы и приборы для измерения конструкции пыли. M. Химия, 1978, с. 143-144. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ, НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В ДВУХФАЗНОМ ПОТОКЕ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназЪгачено для измерения концентрации неоднородностей в двухфазном потоке.

Изобретение может быть использовано для контроля параметров систем пневмотранспорта порошкообраэных материаИзобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для измерения концентрации неоднородностей в двухфазном потоке, и может быть использовано для контроля параметров систем пневмотранспорта порошкообразных материалов, систем подачи топливных смесей двигателей внутреннего сгорания, а также при проведении научно-исследовательских работ.

Целью изобретения является увеличение точности и информативности измерения путем определения фракг ционного состава неоднородностеи.

2 лов, систем подачи топливных смесей двигателей внутреннего сгорания, а также при проведении научно-исследо вательских работ. Цель изобретенияувеличение точности и информативности измерения путем определения фракционного состава неоднородностей. В измерительную камеру подают двухфазный поток. Возбуждают излучающие пьезопреобразователи (IIII) ультразвуковых колебаний (УЗК) видеоимпульсами (ВИ) с длительностью, большей периода собственных колебаний. При этом происходит избирательное поглощение энергии УЗК неоднородностями различных размеров в зависимости от длительности ВИ. Изменяя длительCl ность ВИ, определяют фракционный состав неоднородностей по амплитуде выходного сигнала, выделяемого прием- С ными ПП УЗК, пропорциональной концентрации неоднородностей. 2 ил.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для реализации способа; на фиг.2 — выходной сигнал с пьезопреобраэователей при ударном возбуж-.. дении.

Устройство для реализации способа состоит из четырех излучающих пьезопреобраэователей (ПП) ультразвуковых колебаний (УЗК) 1 — 4, измерительной камеры 5, разделенной непроницаемой для неоднородностей стенкой

6, входного 7 и выходного 8 патрубков,генератора 9 импульсов, усилителей 10 и 11, схемы 12 сравнения, В качестве генератора импульсов могут

1649383

СФ A C

+ г (нотр =

Мою

+ .Ю

Тf (1)

50 где С скорость звука, характерная

tE для материала неоднородности, - длительность ВИ;

9 - длина волны УЗК в неоднородности;

f — частота УЗК в неоднородности

%gap сдвиг фазы УЗК при отражении от границы неоднородностьсреда. быть использованы стандартные гене- раторы, например Г5-54, Г5-56, Г5-63 и аналогичные. В качестве усилителей могут быть использованы стандартные усилители, например У9-5 и аналогичные.

Способ осуществляют следующим образом.

Осуществляют подачу в измерительную камеру 5 двухфазного потока с неоднородностями, распределение которых по размеру неизвестно. Выраба-"тываемые генератором 9 импульсов видеоимпульсы, подаются на излучающие ПП УЗК 1 и 2.

При воздействии на ПП прямоугольного видеоимпульса (ВИ) длительностью 0 и Т (Т вЂ” период собственных

Л колебаний ПП) происходит двойное 20 возбуждение ПП (фиг.2). В начальный момент вицеоимпульс передним фронтом возбуждает ПП на собственной резонансной частоте. При достаточно большой добротности резонансной системы колебания ПП затухают слабо. В момент прихода заднего фронта ВИ пьезопре. образователь вновь возбуждается. В результате полученный ультразвуковой сигнал значительно отличается от первоначального импульса„ а его форма зависит от соотношения между 8 и Т. Затухающие УЗК, генерируемые передним фронтом ВИ, пройдя через неоднородность и отразившись от границы раздела фаз неоднородность— среда, складываются с затухающими

УЗК, генерируемыми задним фронтом ВИ ..

В этом случае происходит избирательное поглощение энергии УЗК неоднородностями различных размеров. Максимально поглощают энергию УЗК неоднородности с характерным размером d (для сферических неоднородностей— диаметр) определяемой формулой: 45

Скважность О последовательности

ВИ должна быть достаточно большой (0 10) для предотвращения явления межимпульсной интерференции. УЗК, пройдя через участки потока с неоднородностями и без неоднородностей,, выделяются приемными ПП УЗК 3 и 4.

Электрические сигналы с них подаются на усилители 10 и 11, откуда посту- . пают на схему 12 сравнения, выходное напряжение с которой пропорционально разности амплитуд пришедших сигналов, т.е. концентрации неоднородностей характерного размера,d в двухфазном потоке.

Изменяя длительность ВИ можно добиться максимального выходного сигнала со схемы сравнения, что соответствует настройке устройства на размер неоднородностей, количество которых в спектре распределения неоднородностей по размеру максимально. Далее, плавно изменяя длительность ВИ и фиксируя амплитуду .выходного сигнала, можно определить распределение неоднородностей по раз-. меру, поскольку длительность ВИ в соответствии с формулой (1) однозначно определяет размер неоднородности с наибольшей поглощательной способностью, а амплитуда выходного сигнала пропорциональна концентрации неоднородностей данного размера, Предварительно проводится процедура калибровки для определения количественной зависимости между выходным сигналом. со схемы сравнения и концентрацией неоднородностей. формула изобретения

Способ измерения концентрации неоднородностей в двухфазном потоке, заключающийся в одновременном облучении ультразвуком с помощью излучающих пьезопреобразователей участков потока с неоднородностями и без неоднородностей, приеме излучения, прошедшего через, поток, и измерении величины потерь энергии ультразвуковых кблебаний на участке потока с неоднородностями путем сравнения интенсивности сигналов на выходах приемных пьезопреобразователей, рас-, положенных на участках потока с неоднородностями и без неоднородностей, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и информа1б49383

6 тивности измерения путем определения дения видеоимпульсами переменной фракционного состава неоднородностей, длительностью, большей периода собизлучающие пвезопреобраэоватейи воз- ственных колебаний пьезопреобразобуждают по методу ударного возбуж5 вателей.

Составитель М.Рочагев

Техред С.Мигунова Корректор Л.Патай,Редактор Т.Лазоренко

Заказ 1516

Тираж 391

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-йздательский комбинат "Патент", и. Ужгород, ул. Гагарина, 101