Устройство для контроля газосодержания в газожидкостных смесях
Патент 572696
Авторы
Классы МПК
Устройство для контроля газосодержания в газожидкостных смесях
Иллюстрации
Реферат
иц 572696
Сове Соеотскик
Мецлалиотичеокик
Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.04.76 (21) 2344526/25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 15,09.77. Бюллетень № 34
Дата опубликования описания 08.09.77 (51) М. Кл 2 С 01N 27/02
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений (53) УДК 543.257(088.8) и открытий (72) Авторы изобретения
О. Н. Богданов и В. Г. Здвабник (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГАЗОСОДЕР7КАН ИЯ
В ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СМЕСЯХ
Изобретение относи ся к области электрических измерений неэлсктрических величин, в частности к ьопросам конструирования устройств контроля газосодержания в газожидкостных смесях электрическими методами.
Известны устроиства для контроля содержания в газожидкостных смесях по сжимаемости смеси при больших перепадах давления, вакуумизации или на основе замеров давления и температуры в эталонных объемах (11.
Однако эти устройства громоздки и не позволяют осуществлять оперативного автоматического контроля в газомагистралях.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство (2J, содержащее трубопровод и расположенный коаксиально с ним кожух, образующий замкнутую полость. В кожухе и трубопроводе установлены обкладки конденсаторов. Между обкладками конденсатора, расположенного в трубопроводе, протекает газожидкостная смесь, а между обкладками конденсатора, находящегося в кожухе — дегазированная жидкость. Дегазация достигается при протекании смеси через выполненные в стенке трубопровода каналы, связывающие его с полостью кожуха.
Недостатками этого устройства является вложность конструкции и низкая точность измерения, так как при больших скоростях течения не достигается 100О/о-ная дегазация.
Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение точнос ги измерения.
Это достигается тем, что в предлагаемом
5 устройстве трубопровод выполнен в виде секции с различными поперечными сечениями, в каждан из которых расположен конденсатор.
l-1а чертеже показано предлагаемое устроиство для контроля газосодержания в газоlO жидкостных смесях, состоящее из отрезка труоопровода l, имеющего полости 2 и 3 с различными поперечными сечениями, в которых, например, с помощью диэлектрических прокладок 4 установлены обкладки конденса15 торов 5, имеющие выводы б для связи с электроизмерительной схемой. Для соединения с гидромагистралью (например, при включении
«на проход») служат резьбовые участки 7 с наружной резьбой. Для усиления эффекта перепада давления перед полостью 3 может быть установлен, например, жиклер 8.
Устройство работает следующим образом.
1lри протекании газожидкостной смеси по трубопроводу давление ее изменяется в зависимости от поперечного сечения канала. lак, давление в полости 3 зависит от соотношения площадей сечений полостей 2 и 3 (или жиклера 8 и полости 3 — в случае установки жиклера). 11ри изменении давления изменяется
Зо количество газа в смеси, а значит и относительная диэлектрическая проницаемость сме572696 си. Измеряя значения емкостей конденсаторов (напряжений на их обкладках), определяют газосодержание жидкости в интересующем сечении (например в сечении полости 2).
При этом не требуется знать значение диэлектрической проницаемости 100 / -ной («чистой») жидкости, протекающей в магистрали.
Учитывая, что значения относительной диэлектрической проницаемости газов незначительно отличаются от единицы, имеем — г1 — в где е, и е — относительные диэлектрические проницаемости смеси и «чистой» жидкости, соответственно;
Q,— газосодержание в долях от объема газа к объему смеси.
Для сечений полостей 2 и 3: (Qr). (Яз)
2 Ж з 3 — Ж где в и вз — диэлектрические проницаемости смеси в сечениях полостей 2 и 3, соответственно;
Qz u Qa — газосодержание смеси в полостях 2 и 3 соответственно.
Обозначив отношение площадей сечений полостей 2 и 3 через R, можно выразить давление Р> смеси в полости 2 через давление Рз смеси в полости 3 следующим образом:
Р
1-+ R
Объем V и давление P газа при неизменной температуре связаны между собой уравнением состояния газа.
PV = const
Пользуясь этим уравнением, для значений газосодержаний Qg u Qg имеем; = =1+- ;
РЗ Р2 значит (Q2)
Я вЂ” Ж ,г .к* )
Из этой системы уравнений легко определять Qz.
Емкость конденсатора, как известно, прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости среды между обкладками.
Таким образом, по значениям емкостей конденсаторов (или напряжений на их обкладках), расположенных в сечениях 2 и 3, можно определить значение газосодержания смеси.
Причем это определение может быть выполнено автоматическими электрическими устройствами.
Так как отношение — — определяется тольQa
Qs ко отношением площадей сечений полостей 2 и 3 и не зависит от скорости течения в магистрали, точность измерения также не зависит от скорости течения.
Устройство допускает использование в аппаратуре движущихся объектов, так как на его работоспособность (в отличие от прототипа) не влияет изменение местоположения в пространстве. Измерения могут производиться в магистралях с самыми различными непроводящими рабочими жидкостями. При этом не требуется заранее знать диэлектрическую проницаемость «чистой» (дегазированной) жидкости и нет необходимости в какойлибо специальной обработке смеси (например, нагрев, вакуумирование, пропускание через каналы и т. д.).
Устройство является конструктивно простым и весьма несложно в изготовлении.
Формула изобретения
Устройство для контроля газосодержания в газожидкостных смесях, содержащее трубопровод, снабженный электрическими конденсаторами, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения
4р точности измерения, трубопровод выполнен в виде секций с различными поперечными сечениями, в каждой из которых расположен конденсатор.
Источники информации, принятые
45 во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство Хе 319849, кл. G
01N 9/00, 1970.
2. Авторское свидетельство Ке 266337, кл. G
01N 27/02, 1968.
572696
Составитель А. Кривенко
Техред И. Михайлова
Редактор И. Шубина
Корректор Л. Орлова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 1993/10 Изд. № 761 Тираж 1109 Подписное
НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5