Устройство для измерения концентрации газовой фазы в двухфазных средах

Устройство для измерения концентрации газовой фазы в двухфазных средах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсник

Социалистичесник

Республик (ii.)991284 (5l )NL. Кл. (61) Дополнительное к авт. санд-ву И 657332 (22) Заявлено 11. 05. 81 (21) 3282602/25-28 с присоединением заявки J4— (23) Приоритет—

Опубликовано 23.01.83. Бюллетень 1те 3

6 01 М 29/00

Гавударствелай квинтет

СССР

60 лелем кзабретеккй н атврытий (53) ЛК 534. 232 (088.8) Дата опубликования описания 23. 01 83

»»

i-Е

А . Н . Бутенко и Е . С . Чистяков .". .

» ь :»

j " » 3"

Харьковский ордена Ленина авиациеыцый: йнститу1""- им. Н.E. Жуковского (72) Авторы изобретения

{71) Заявитель! (511) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

ГАЗОВОЙ ФАЗЫ В ДВУХФАЗНЫХ СРЕДАХ

Изобретение относится к технике акустических колебаний и может быть использовано для контроля концентрации газов в жидкостях.

По основному авт. св. 1 657332 из- 5 вестно устройство для измерения кон. центрации газовой фазы.в двухфазных средах, содержащее полый цилиндрический пьезоэлектрический датчик, подключенный через резистор к ультразву- 10 новому генератору, измеритель временных интервалов и генератор синхроимпульсов, соединенный с ультразвуковым генератором и измерителем временных интервалов, полосовой усилитель-формирователь, дифференцирующую цепочку, формирователь блокирующего импульса, счетчик и схему антисовпадений, причем один из входов схемы антисовпадений через. последовательно соединенные

20 полосовой усилитель-формирователь и дифференцирующую цепочку соединен с пьезоэлектрическим датчиком, а выходсо счетчиком и одним из входов измерителя временных интервалов, другой вход которого соединен с выходом счетчика, а генератор сийхроимпульсов соединен со счетчиком и через формирователь блокирующего импульса " с в орым входом схемы антисовпадений 1).

Недостатком известного устройства является. низкая точность и производительность измерений. Это связано с тем, что в датчике помимо радиальных колебаний возбуждаются параэитные колебания. Кроме того, погрешность измерений возникает из-за процесса интерференции между возбужденными коле" .баниями.

Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снйбжеНо дополнитель" ной схемой,антисовпадений, первый вход которой соединен с выходом ульт- развукового генератора, второй вход3 99128 с выходом генератора синхроимпульсов, а выход " с входом ультразвукового генератора, и детектором, включенным между ультразвуковым генератором и дифференцирующей цепочкой.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные эпюрц, поясняющие работу устройства.

Устройство для измерения концентрации газовой фазы в двухфазных сре- 1о дах содержит последовательно соединенные генератор 1 синхроимпульсов, дополнительную схему 2 антисовпадений, ультразвуковой генератор 3, резистор

4, полосовой усилитель-формирователь дифференцирующую цепочку б, схему

7 антисовпадений, счетчик 8 и измеритель 9 временных, интервалов. К входу полосового усилителя-.формирователя 5 подключен пьезоэлектрический датчик

10. Между ультразвуковым -енератором и дифференцирующей цепочкой 6 включен детектор 11. Выход .генератора 1 синхроимпульсов соединен через форми- рователь 12 блокирующего импульса с вторым входом схемы 7 антисовпадений и непосредственно с вторым входом счетчика 8. Выход схемы 7 антисовпадений подключен к второму входу измерителя 9 временных интервалов, третий зо вход которого подключен к выходу генератора 1 синхраимпульсов.

Устройство работает следующим образом.

Под воздействием импульсов, формируемых ге ppGTopoM 3, амплитуда радиальных колебаний 15 датчика.10 постепенно возрастает, а режим работы генератора 3 переходит в автоколебательный режим .Формирования последовательности видеоимпульсoв с частотой повторения, определяемой собственной частотой радиальных колебаний датчика !0.

Для того, чтобы последующие импульсы генератора 1 синхроимпульсов не проходили через схему 2 антисовпадений и не нарушали периодичность работы генератора 3, схема 2 антисовпадений закрывается импульсами, поступающими на второй ее вход с выхода генератора

Продифференцированные импульсы поступают также на один из входов схемы 7 антисовпадений, которая управляется формирователем 12 блокирующего импульса. Формирователь 12 запускается импульсом от регенератора 1 синхроимпульсов и вырабатывает прямоугольный видеоимпульс 19, которым схема 7 антисовпадений закрывается на время, необходимое для подготовки счетчика

8 и измерителя 9 временных интервалов к очередному циклу измерения.

Прошедшие через схему 7 антисовпадений продифференцированные импульсы

20 используются для измерения периода свободных колебаний датчика 10.

Первый из этих импульсов запускает измеритель 9 временных интервалов, который измеряет временной интервал соответствующий и периодам свободных колебаний датчика 10. Емкость счетчика 8 выбирается такой, что при поступлении на его вход n+1 импульсов счетчик 8 выдает импульс 21, который поступает на второй вход измерителя

9 временных интервалов. Путем деления измеренного временного интервала на число измеренных периодов и получают усредненное значение периода свободных колебаний пьезоэлектрического датчика 10, однозначно связанное с концентрацией газовой фазы, исследуемой среды.

Генератор 1 синхроимпульсов перио- З5 дически выдает одиночные видеоимпульсы 13 (Фиг. 2), первый из которых, пройдя дополнительную схему 2 антисовпадений, запускает ультразвуковой о генератор 3. Сформированныи генератором 3 электрический импульс 14 поступает через резистор 4 на пьезоэлектрический датчик 1О и возбуждает в нем затухающие свободные механические колебания. Благодаря прямому пьезоэлект45 рическому эффекту в процессе колебаний на обкладках датчика 10 возникают электрические колебания 15, которые полосовым усилителем-формирователем 5 усиливаются и преобразуются в прямоугольные колебания 16.. Полоса усиливаемых частот усилителем-формирователем 5 охватывает диапазон изменения частоты собственных радиальных ко.лебаний датчика 10,

4 4 этои полосы Прямоугольные колебанин

1 7 дифференцируются дифферен цирующей цепочкой 6, и отрицательные импульсы

18 через детектор ll подаются на запуск генератора 3.

Благодаря тому, что амплитуда радиальных колебаний датчика превышает

5 991284 амплитуды ложных колебаний, точность - ю щ е е с я тем, что, с целью повышеизмерений повышается, кроме того, ис- ния точности и производительности изключена интерференция:между возбужден- мерений, оно снабжено дополнительной ными колебаниями. Производительность схемой антисовпадений, первый вход измерений повышается за счет сокраще- g которой соединен с выходом ультразвуния времени измерения, которое опреде-. кового генератора, второй вход " с ляется практически инерционностью из- выходом генератора синхроимпульсов, мерителя временных интервалов и счет- а выход - с входом ультразвукового чика. генератора, и детектором, включенным .

36 между ультразвуковым генератором и дифФеренцирующей цепочкой.

Формула изобретения . Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

Устройство для измерения концент- 1. Авторское свидетельство СССР рации газовой Фазы в двухФавных сре- 15 и 6573)2., кл. G 0> и 29/ОО> 1976> дах по авт. св. У 657332, о т л и ч а- (прототип).

991284

Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Закаэ 121/бО филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Лущенко

Редактор И. Николайчук, Техред M. Гергель, Корректор Г. Огар