Устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости

Устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ю I

ОЛ ИСААКИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17,07.75 (21) 2157998/10 с присоединением заявки М (51) М. Кл.е

G 01 Н 29/00

В 06 В 1/06

Государственный квинтет

Совета Министров СССР пв делам изооретений и открьпий (23) Приоритет (43) ОпублккованаЗ0.09.76.Бюллетень y, 86 (53) @gal

66.084 (088.8) l (45) Дата опубликования описания 01.0 .:7 (72) Авторы

Ю, Г. Потехин, E. С. Чистяков и A. F. Потапенко изобретения

Харьковский авиационный институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

СВОБОДНОГО ГАЗА В ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть исполь— зовано для контроля малых концентраций свэбэдного газа в жидкости.

Проблема измерения концентрации свободного газа имеет большое значение при определении кавитационных свойств жидкостей, степени затухания и реверберации звуковых сигналов в процессе их распространения.

Известны устройства для определения ма- щ лых концентраций свободного газа в жидкости, содержащие генератор ультразвуковых колебаний, соединенный с пьезоэлектрическим излучателем, преобразователь, резонансный усилитель и детектор с электрэнным у коммутатором, В известном устройстве в цепь питания генератора включена RC-цепочка, служащая для получения на выходе генератора ультразвуковых колебаний с линейно возрастающей амплитудой $1).

Наиболее близким по сущности технического решения является устройство, содержащее два погруженных в жидкость преобразователя, эдин из которых подключен к генератору низкочастотных колебаний, а дру- И гой подключен к селективному усилителю и измерителю временных интервалов f2).

Методика измерения концентрации свободногэ газа с помощью известного устройства предполагает последовательные измерения скорости звука С ф в исследуемой жидкости и скорости звука С, в дегазио рованной жидкости, которые эпределяются по временам пробега акустическими колебаниями фиксированного расстояния г, Для удобства вычислений концентрация свободного газа определяется го тарировоч— ным кривым =- i<<), построенным с ис< пользованием известной зависимости Сф=

С

= т(С ) и сооотношения a4 =—

К C(p C где а С вЂ” время запаздывания акустического импульса при измерении в исследуемой жидкости относительно распространения звука в дегазированной жидкости.

Измерение концентрации свободного газа с помощью такого метода и устройства, реализующего этот метод, обладает рядом недостатков.

Отбор пробы жидкости и ее обезгажива530243 ние — длительная операция, поэтому весь процесс измерения занимает много времени.

При H3MepeHHH B IioroKBx c быстрыми It. значительными изменениями параметров жидкости (температура„соленость, давление) необходима оперативная информация о скэрос rH звука С B e rHx жидкос тг1х„П э скольку обеспечить oireparHBI дегазирэВание жидкостей для измерения скорости звука Сэ невозможно, неизбежно возни- 1п кают значительные погрешности измерения, особенно при измерении маль1х концентраций, свободиогэ газа. При этом существенно снижается также и чувствительность устройства. Непосредственно измерить время заПаЗДЫВаНИЯ л- УСтРОйСтВЭМ HBBOBMO?KHO, 4. так как ei o измеритель временных интервалов (осциллограф) калибруется предваритель-Но и только для конкретных параметров жидкости, которые в общем с,пучае не совпада- р ют с параметрами исследуемой жидкости.

Методика измерения В целом и функциональная схема устройства исключает возможнэсть автоматизации процесса измерения.

Келью изобретения является повышение точности, сокращение времени и автоматизация процесса измерений.

Это дocrигается тем, что устрoHcTBО дополнительно снабжено генератором высокочастотных колебаний, двумя коммутато- 30 рами, селективным усилителем и генераторОм синхроимпульсов, подключенным к генерагорам низкочастотных и высокочастотных колебаний, коммутаторам и измерителю временных интервалов, а каждый преобра- М зователь через свой коммутатор подключен к генератору низкочастотных или высокочастотных колебаний и через тэт же коммутатор и селективный усилитель — к одному из входов измерителя временных интервалов. ®

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Принцип pa6orbi устройства основан на использовании зависимости скорости распространения ультразвуковых сигналов раз- @ личных частот от концентрации свободного газа в жидкости. В отличие эт известного в предлагаемэм устройстве кроме измерения скорости звука в исследуемой жидкости на низкой частоте дополнительнэ измеряется скорость звука С на высокой частоте.

При выборе частоты т o (o — резонансная частота наименьших пузырьков) скорость звука в исследуемой жидкости практически равна скорости звука в дегазированной жидкости.

Устройство состоит из двух идентичных ультразвуковых преобразователей 1, погруженных в жидкость 2 и устанэвленных на фиксированном расстоянHH друг or друга.

Каждый из преобразователей через ком:,-у— татор 3 подкточен к генератору 4 низкочастотных i элебанБЙ или к Генератору

Высокочастотных колебаний и через селективный усиди тель 6 — к одному из вхэдоВ измерителя 7 ьоеменных интервалов. Генератор 8 синхроим1тульсов соединен с ком— мутаторами 3,. генеэаторами 4 и 5 электэиL ческих кэг1сбаний и измерителем 7 вэемен-ных интервалов и предназначен для синхронизации их раооты Во времени.

В соответствии с Выбранным режил1ол1 работы (ручной HJTH автоматической) генератор 8 сннхроимпульсэв вь1дает эдинэ1:E!e или peg -:оследовательных импульсов, ча тэта посылок и дли e IbHocTü которых определяется базовым расстоянием между преобразователями и требуемой дискретн остью отсчета. Под Воздействием этих импульсов генераторы низкочастотных и BE!сокочастотных колебаний (соответственно 4 и 5) одновременно вырабатывают радиэимпульсы, которые через коммутаторы 3 подводятся к преобразователям ., преобразующим их В ультразвуковые импульсы. Управление работой коммутатора пээизводится также генератором синхроимпульсов, для чего к коммутаторам подводятся импульсы, обеспечивающие своевременное подключение преобразователей к генераторам в режиме излучения или к селективным усилителям 6

В режиме приема. Селективные усилители обеспечивают неэбходимь1е усиление и селекцию (фильтрацию) принятых высокочастэтных и низкочастотных колебаний, после чего они подаются на входы цифрового (или осциллографического) измерителя 7 временных интервалов, измеряющего ремя запаздывания низкочастотного сигнала отнссительно высокочастотногo. Перед каждым измерением по шине "сброс от генератора синхр импульсов подается импульс, сбрасывающий показания счетчика OT предыдущего измерения.

По времени запаздывания низкочастотного сигнала относительно Высокочастотного и с помощью тарировочной кривой определяется концентрация свободного газа в и1идкости.

Формула изобретения

Устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, содержа1цее погруженные в жидкость два ультразвуковых преобразователя,, соединенных с генератором низкочастотных колебаний и селективным усилителем, пэдкхпоченных к измерителю временных интервалов, о т л и ч а ю— щ е е " я тем, что, с целью повышения

530243

Составитель Н. Фомичев

Редактор Н. Суханова Техред A. ЙемьЯнэва Корректор С. Болдижар

Заказ 5219/648 Тираж 1029 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

IIO e M H D pe HHH H OTKpbITHH

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 точности, сокрашения времени и автоматизации процесса измерений, в него введены генератор высокочастотных кэлебаний, два коммутатора, второй селективный усилитель и генератор синхроимпульсов, подключенный к генераторам низкочастотных и высокочастотных колебаний, коммутаторам и измерителе временных интервалов, а каждый преобразователь через свой коммутатор подко†чен к генератору низкочастотных или высокочастотных колебаний и через тэт же коммутатор и селективный усилитель — к одному из входов измерителя временных инте рвал ов.

Источники информации, прииятые вэ внимание при экспертизе:

1. Авт. св. СССР ¹ 176450, М. Кл.

В 06 В 1/00, 30.01.64.

2. Физические основы ультразвуковой технологии. М., "Наука", 1970, с. 406-409, фиг. 10. 1 l.