DE1277603B - Anordnung zum Aufnehmen der Geschwindigkeitsverteilung von sich in einer vertikalen,fluessigkeitsgefuellten Leitung bewegenden Gasblaeschen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4057¥W PATENTAMT Int. Cl.:

GOIp

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 42 ο -15

Nummer: 1277 603

Aktenzeichen: P 12 77 603.3-52 (C 36658)

Anmeldetag: 16. August 1965

Auslegetag: 12. September 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Aufnehmen der Geschwindigkeitsverteilung von sich in einer vertikalen, flüssigkeitsgefüllten Leitung bewegenden Gasbläschen unter elektrischer Ermittlung des Durchgangs der Gasbläschen an Meßstellen in der Leitung.

■' Die elektrische Erfassung von in einer sich bewegenden Flüssigkeit mitgeführten Gasbläschen ist bereits bekannt; sie wird bei den in der deutschen Patentschrift 831610 oder der USA.-Patentschrift 1655125 beschriebenen Vorrichtungen dazu benutzt, die Geschwindigkeit einer Flüssigkeit relativ zu einer Meßstelle zu bestimmen. Dazu werden bei den bekannten Vorrichtungen an einer um eine bestimmte Entfernung stromauf der Meßstelle gelegenen Stelle Gasbläschen in die an der Meßstelle vorbeiströmende Flüssigkeit eingeführt, und auf elektrischem Wege wird der Zeitpunkt ermittelt, an dem diese Gasbläschen die Meßstelle passieren. Mit diesen bekannten Vorrichtungen ist also nur die Ermittlung einer ein- ao zigen bestimmten Geschwindigkeit möglich.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, mit deren Hilfe sich eine willkürliche Geschwindigkeitsverteilung von sich in einer Flüssigkeit bewegenden Gas- as Wäschen aufnehmen und damit eine Untersuchung der Gesetzmäßigkeit dieser Geschwindigkeitsverteilung durchführen läßt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Anordnung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß gelöst durch zwei Sonden, deren empfindliche Enden übereinander auf einer gemeinsamen Vertikalen innerhalb der Leitung liegen, und durch η Koinzidenzschaltungen mit je zwei Eingängen, von denen jeweils der eine direkt mit der oberen Sonde und der andere über je eines von η in Serie geschalteten Verzögerungsgliedern mit der unteren Sonde verbunden ist, und mit je einem Ausgang, an den je einer von η Zählern angeschlossen ist.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann man zwischen die Ausgänge der Sonden und die Eingänge der Verzögerungsglieder bzw. der Koinzidenzschaltungen jeweils einen Verstärker rand einen Impulsformer einfügen, und außerdem bietet es Vorteile, wenn man an den einen der beiden Impulsformer einen numerischen Zähler anschließt, der die Übertragung der von den Sonden erzeugten Impulse steuert. Mit diesem Zähler läßt sich nicht nur die Dauer der Zählung, sondern gleichzeitig auch die Zahl der an der Meßstelle vorbeigelaufenen Blaschen bestimmen.

Die erfindungsgemäße Anordnung kommt haupt-Anordnung zum Aufnehmen der
Geschwindigkeitsverteilung von sich in einer
vertikalen, flüssigkeitsgefüllten Leitung
bewegenden Gasbläschen

Anmelder:

Commissariat ä l'finergie Atomique, Paris

Vertreter: ,

Dipl.-Ing. R. Beetz

und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte,

8000 München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Henri Chevalier,

Claude Lakme, Grenoble, Isere;

Jaques Max, Seyssinet, Isere (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 27. August 1964 (986393) --

sächlich bei der Untersuchung des einen Siedewasserreaktor durchströmenden Kühlmittels zum Einsatz.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung in allen ihren Einzelheiten sei nunmehr ein in der Zeichnung veranschaulichtes Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Dabei ist

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Lage der Sonden in der Leitung, in der die Strömungsverhältnisse untersucht werden sollen, und

Fig. 2 ein Blockschaltbild für den elektrischen Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung.

Die Leitung 2 wird von einer Flüssigkeit 4 durchströmt, die von unten nach oben von Bläschen 6, 8, 10 durchsetzt wird. Durch die vertikale Wand der Leitung 2 sind Sonden 12,14 hindurchgeführt, deren sehr feine empfindliche Enden in der Flüssigkeit auf der gleichen Vertikalen im selben Abstand von der Mittellinie des die Sonden tragenden Rohres angeordnet sind. Diese Sonden sind durch Spannungsquellen 15, 16 polarisiert, während die Leitung 2 an Masse liegt. Wenn ein Bläschen 6, dessen Bewegungsbahn geradlinig parallel zur Achse der Leitung 2 verläuft, in einem Zeitpunkt? die Sonde 12 berührt, so bewirkt die Änderung des Widerstandes in dem die Sonde enthaltenden Stromkreis das Auftreten eines elektrischen Impulses^, der einer zur Errechnung der Geschwindigkeit der Bläschen dienenden Einrichtung zugeführt wird. Das Auftreten

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eines solchen Impulses zeigt somit an, daß ein Bläschen die Sonde 12 passiert.

Wenn ein derartiges Bläschen die Geschwindigkeit ν besitzt, so erreicht es die Sonde 14 im Augenblick f + —, wobei I der Abstand der beiden Sonden

ist. Beim Erreichen der Sonde 14 wird der Recheneinrichtung 17 ein Impuls B zugeführt.

Die beiden elektrischen Impulse A und B sind daher um ein Zeitintervall τ =— voneinander getrennt,

das ein Maß für die Geschwindigkeit ist. Wenn man den von der ersten Sonde 12 gelieferten Impuls um die Zeit r verzögert, so tritt dieser verzögerte Impuls gleichzeitig mit dem Impuls der zweiten Sonde 14 auf. Man kann dann diese Signale dazu benutzen, einen Koinzidenzkreis auszulösen, der einen Impuls erzeugt, wenn ein Bläschen mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit ν durch die Leitung strömt. Wenn der genannte Koinzidenzkreis einen Zähler speist, kann man auf diese Weise die Gesamtzahl der Bläschen ermitteln, die die Geschwindigkeit ν = — besitzen.

Da die durch die Leitung strömenden Bläschen nicht alle dieselbe Geschwindigkeit aufweisen, ist es von Interesse, den beschriebenen Vorgang für unterschiedliche Werte der Verzögerung τ zu wiederholen. Man zählt dann die bei unterschiedlichen Verzögerungswerten (beispielsweise bei 10 derartigen Werten) auftretenden Koinzidenzen und kann daraus die Zahl der Bläschen bestimmen, die die zu den 10 gewählten Verzögerungswerten gehörenden Geschwindigkeiten besitzen. Auf diese Weise läßt sich mühelos die Kurve iV = / (v) der Geschwindigkeitsverteilung sowie der maximale Wert von N ermitteln.

Um die Meßgenauigkeit zu vergrößern, wird die Messung nicht während einer vorgegebenen Zeitdauer durchgeführt, sondern jeweils auf eine konstante Zahl der die Sonden passierenden Bläschen erstreckt. Diese Zahl N der Bläschen kann zu Beginn der Messung vorgegeben sein und durch einen rasch durchgeführten Vorversuch ermittelt werden, nachdem ein Kompromiß zwischen der gewünschten Genauigkeit und der für die Messung zur Verfugung stehenden Zeitspanne getroffen ist.

An Hand von F i g. 2 sei im folgenden die Recheneinrichtung 17 zur Ermittlung der Geschwindigkeit der die Leitung durchsetzenden Bläschen erläutert. Die von den Sonden 12 und 14 gelieferten Impulse werden zwei unterschiedlichen Kanälen 18 und 20 zugeführt, die Teil der Recheneinrichtung 17 sind. Diese beiden Kanäle enthalten je einen Verstärker 22 bzw. 24 und einen Impulsformer 26 bzw. 28.

Die Verstärker 22, 24 sind in ihrer Verstärkung einstellbar, so daß die Amplituden der von den Sonden gelieferten Signale ausgeglichen werden können und die Nachteile vermieden werden, die sich aus der Verwendung von Sonden mit unterschiedlicher Empfindlichkeit ergeben.

Die Impulsformer 26, 28 sind Kippschaltungen, die die verstärkten Impulse in Rechtecksignale konstanter Amplitude und definierter Zeitdauer umformen. Der Kippvorgang wird dabei durch Eingangssignale ausgelöst, die so klein sind, daß Schwankun- gen des zeitlichen Auftretens von Impulsen in Abhängigkeit von der Größe der Bläschen eliminiert werden. Die erforderlichen Eingangssignale zur Betätigung der Impulsformer müssen andererseits groß genug sein, damit Störungen weitgehend unterdrückt werden.

Die am Ausgang des Impulsformers 26 auftretenden Impulse werden über verschiedene in Reihe geschaltete Verzögerungskreise 36, 38 ... 40 den ersten Eingängen mehrerer Koinzidenzkreise 30, 32 ... 34 zugeführt. Die am Ausgang des Impulsformers 28 auftretenden, von der zweiten Sonde 14 ausgelösten Impulse werden dagegen unmittelbar den zweiten Eingängen der genannten Koinzidenzkreise zugeführt. An jeden dieser Koinzidenzkreise ist ein Zähler 44, 46... 48 angeschlossen.

Die Funktion der Vorrichtung wird von einem Zähler 42 gesteuert, der beispielsweise die von der Sonde 14 erzeugten Impulse empfängt. Zu Beginn jeder Untersuchung stellt man an diesem Zähler die Zahl der Bläschen ein, die dem Meßvorgang zugrunde gelegt werden sollen. Ist diese Zahl dann bei der Messung erreicht, so sperrt der Zähler 42 die an den Eingängen der Kanäle 18 und 20 vorgesehenen Verstärker 22 und 24.

Der an erster Stelle hinter dem Impulsformer 26 liegende Hauptverzögerungskreis 36 liefert einen Vorbetrag der Verzögerung und enthält einen Zeitgeber mit einer Frequenz von 1 MHz, während die anderen Hilfsverzögerungskreise 38 ... 40 im allgemeinen bekannte Verzögerungsregister benutzen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Aufnehmen der Geschwindigkeitsverteilung von sich in einer vertikalen, flüssigkeitsgefüllten Leitung bewegenden Gasbläschen unter elektrischer Ermittlung des Durchgangs der Gasbläschen an Meßstellen in der Leitung, gekennzeichnet durch zwei Sonden (12 und 14), deren empfindliche Enden übereinander auf einer gemeinsamen Vertikalen innerhalb der Leitung (2) liegen, und durch η Koinzidenzschaltungen (30, 32 ... 34) mit je zwei Eingängen, von denen jeweils der eine direkt mit der oberen Sonde (14) und der andere über je eines von η in Serie geschalteten Verzögerungsgliedern (36, 38... 40) mit der unteren Sonde (12) verbunden ist, und mit je einem Ausgang, an den je einer von η Zählern (44, 46 ... 48) angeschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Ausgänge der Sonden (12 und 14) und die Eingänge der Verzögerungsglieder (36, 38 ... 40) bzw. der Koinzidenzschaltungen (30, 32... 34) jeweils ein Verstärker (22 bzw. 24) und ein Impulsformer (26 bzw. 28) eingefügt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den einen der beiden Impulsformer (26 bzw. 28) ein numerischer Zähler (42) angeschlossen ist, der die Übertragung der von den Sonden (12 bzw. 14) erzeugten Impulse steuert.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 831610; USA.-Patentschrift Nr. 1655125.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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