RU2101698C1 - Устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в жидкости - Google Patents
Устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2101698C1 RU2101698C1 RU95104823A RU95104823A RU2101698C1 RU 2101698 C1 RU2101698 C1 RU 2101698C1 RU 95104823 A RU95104823 A RU 95104823A RU 95104823 A RU95104823 A RU 95104823A RU 2101698 C1 RU2101698 C1 RU 2101698C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concentration
- unit
- output
- reset
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: измерение концентрации взвешенных веществ в жидких средах. Сущность изобретения: концентрацию определяют как среднеарифметическое значение концентраций, измеренных при помощи группы датчиков, расположенных по длине трубопровода. Элементы схемы производят обработку результатов измерения датчиков. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения концентрации взвешенных веществ в жидких средах в сельскохозяйственном производстве, нефтеперерабатывающей и горнорудной отраслях промышленности.
Известно устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в суспензиях, протекающих по трубопроводу, включающее излучатель ультразвуковых волн и приемник, измерительную систему, пробоотборник, компрессорную станцию [1]
Недостатками этого устройства являются сложное конструктивное исполнение измерительной и вспомогательной систем, низкая надежность работы.
Недостатками этого устройства являются сложное конструктивное исполнение измерительной и вспомогательной систем, низкая надежность работы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в жидкости, включающее в себя эталонную и измерительную камеры с ультразвуковыми излучателями и приемниками, измерительный блок, входной и выходной трубопроводы, насос и фильтрующий элемент [2]
Недостатками этого устройства являются наличие относительно сложной трубопроводной системы и невысокая точность измерения при контроле полидисперсных взвешенных веществ в жидкости.
Недостатками этого устройства являются наличие относительно сложной трубопроводной системы и невысокая точность измерения при контроле полидисперсных взвешенных веществ в жидкости.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности измерения концентрации взвешенных веществ в жидкости, протекающей по трубопроводам большого сечения.
Для достижения поставленной цели устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в жидкости дополнительно содержит первичный преобразователь расхода жидкости в трубопроводе, блок измерения расхода, первый и второй функциональные преобразователи, синхрогенератор, блок возбуждающих генераторов, управляемый таймер, блоки измерения концентрации с соответствующими блоками сброса, блок определения среднего значения концентрации и формирователь выходного сигнала, причем выход первичного преобразователя расхода подключен к первому входу блока измерения расхода, а выход последнего соединен с входами первого и второго функциональных преобразователей, при этом выход первого подключен к первому входу управляемого таймера, а выход второго к синхрогенератору, выход которого соединен с входом блока возбуждающих генераторов, причем выходы последнего подключены к излучателям ультразвуковых датчиков, кроме того, ультразвуковые приемники электрически связаны с первыми входами соответствующих блоков измерения концентрации, причем, если первый выход управляемого таймера связан с блоком сброса второго блока измерения концентрации, то последний выход с блоком сброса первого блока измерения концентрации, а выход этого блока сброса соединен со вторыми входами блока измерения расхода и управляемого таймера, кроме того, четвертые входы блоков измерения концентрации подключены ко второму выходу синхрогенератора, а выходы блоков измерения концентрации соединены с входами блока определения среднего значения концентрации, выход которого подключен к формирователю выходного сигнала.
Кроме того, ультразвуковые излучатели и приемники равномерно распределены вдоль центральной оси трубопровода на его внешней стенке, причем их акустические оси перпендикулярны оси трубопровода, но смещены относительно друг друга на угол 360o/n, где n число пар излучатель приемник.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - схематично участок трубопровода, имеющий ультразвуковые датчики приемник - излучатель с числом пар, в качестве примера, n 3; на фиг. 3 разрез трубопровода А-А на фиг. 2.
Предлагаемое устройство для измерения концентрации в трубопроводе 1 включает в себя первичный преобразователь расхода жидкости 2, блок измерения расхода жидкости в трубопроводе 3, первый 4 и второй 5 функциональные преобразователи, синхрогенератор 6, блок возбуждающих генераторов 7, ультразвуковые излучатели 8, 9 и 10, ультразвуковые приемники 11, 12 и 13, акустические каналы которых перпендикулярны центральной оси трубопровода и смещены относительно друг друга на угол 360o/n, где n число пар излучатель приемник.
Кроме того, устройство включает в себя соответствующие каждому приемнику блоки измерения концентрации 14, 15 и 16, управляемый таймер 17, блоки сброса 18, 19 и 20 соответствующих блоков 14, 15 и 16, блок определения среднего значения концентрации 21 и формирователь выходного сигнала концентрации 22.
Устройство работает следующим образом. По трубопроводу 1, имеющему площадь поперечного сечения S, в указанном на фиг. 2 направлении протекает жидкость с объемным расходом Q, в которой необходимо определять концентрацию взвешенных веществ. Установленный на трубопроводе 1 преобразователь расхода 2 позволяет получить первичный аналоговый сигнал, пропорциональный расходу протекающей жидкости и поступающий на первый вход блока измерения расхода жидкости 3, который его усиливает и запоминает в течение периода времени T. Сигнал с выхода блока 3 поступает на вход первого функционального преобразователя 4, являющегося преобразователем напряжение частота, с выхода которого осуществляется управление переключениями таймера 17 через интервалы времени
,
где l нормальное расстояние между двумя соседними ультразвуковыми парами датчиков;
S площадь поперечного сечения трубопровода;
Q расход жидкости.
где l нормальное расстояние между двумя соседними ультразвуковыми парами датчиков;
S площадь поперечного сечения трубопровода;
Q расход жидкости.
С выхода блока 3 аналоговый сигнал приходит и на второй функциональный преобразователь 5, в котором осуществляется преобразование напряжения в частоту посылки одиночных ультразвуковых импульсов в исследуемую среду излучателями 8, 9 и 10, ударные импульсы на которые поступают из блока возбуждающих генераторов 7. Блок 7 управляется синхрогенератором 6, частота работы которого задается блоком 5 в соответствии с зависимостью
,
где Q расход жидкости в трубопроводе;
S площадь поперечного сечения трубопровода;
dп диаметр пьезоэлементов приемных датчиков 11, 12 и 13.
где Q расход жидкости в трубопроводе;
S площадь поперечного сечения трубопровода;
dп диаметр пьезоэлементов приемных датчиков 11, 12 и 13.
Вследствие общей зависимости амплитуды ультразвуковой волны, проходящей через жидкость, от концентрации взвешенных веществ происходит определенное уменьшение ультразвуковых импульсов, воспринимаемых приемными датчиками 11, 12 и 13 и расположенных на диаметрально противоположной стенке трубопровода 1.
Электрические сигналы от приемных датчиков приходят на первые входы соответствующих блоков измерения концентрации 14, 15 и 16.
С первого выхода таймера 17 поступает логический сигнал на второй вход блока измерения 14, разрешая при этом его работу. За это время в блоке 14 определяется среднее значение концентрации с помощью первой пары датчиков 8 и 11.
Через время τ сигнал с первого выхода блока 17 исчезает, что приводит к стробированию блока 14 и запоминанию величины концентрации, измеренной с помощью первой пары датчиков.
Снятие сигнала с первого выхода таймера 17 приводит к появлению на выходе блока сброса 19 кратковременного импульса, который, поступая на третий вход блока измерения 15, стирает информацию об измеренной ранее концентрации датчиком 12. Сразу же после снятия логического сигнала с первого выхода блока 17 появляется такой же сигнал длительностью t и на втором выходе. Этот сигнал разрешает работу блока измерения 15, определяющего среднюю концентрацию взвешенных веществ на втором акустическом канале в течение времени подачи разрешающего сигнала с блока 17.
После снятия сигнала со второго выхода блока 17 с помощью блока 20 осуществляется сброс блока измерения 16, который начинает свою работу после подачи логического сигнала на его второй вход от третьего выхода таймера 17. Длительность сигнала пропорциональна расходу жидкости Q в трубопроводе и равна t. В течение этого времени блок 16 определяет среднее значение концентрации взвешенных веществ на основании информации, поступающей от последней по ходу жидкости ультразвуковой пары излучатель приемник 10 13.
После снятия сигнала с третьего выхода таймера 17 блок 18 производит сброс блока измерения расхода 3, таймера 17 и блока измерения 14. Далее блок 3 фиксирует текущее значение расхода жидкости и процесс определения концентрации в каждом акустическом канале повторяется.
Полный цикл измерения концентрации всеми ультразвуковыми парами составляет
T = n•τ,
где n число пар излучатель приемник;
τ время, в течение которого производится измерение концентрации одной ультразвуковой парой излучатель приемник.
T = n•τ,
где n число пар излучатель приемник;
τ время, в течение которого производится измерение концентрации одной ультразвуковой парой излучатель приемник.
Определенные блоками 14 16 значения концентрации суммируются и усредняются в блоке 21, а в блоке 22 окончательно формируется выходной сигнал в единицах концентрации взвешенных веществ.
Claims (2)
1. Устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в жидкости, содержащее n ультразвуковых излучателей и n приемников, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные первичный преобразователь расхода жидкости в трубопроводе, блок измерения расхода, первый функциональный преобразователь, синхрогенератор и блок возбуждающих генераторов, подключенный соответственно к ультразвуковым излучателям, последовательно соединенные второй функциональный преобразователь и управляемый таймер, последователь соединенные блок определения среднего значения концентрации и формирователь выходного сигнала, n блоков сброса и n блоков измерения концентрации, подключенных информационными входами к выходам соответствующих приемников, синхронизирующими входами к выходу синхрогенератора, а выходами к входам блока определения среднего значения концентрации, каждый из n выходов управляемого таймера подключен к входу соответствующего блока сброса и разрешающему входу соответствующего блока измерения концентрации, выход каждого блока сброса, кроме последнего, подключен к входу сброса последующего блока измерения концентрации, а выход последнего блока сброса связан с входом сброса первого блока измерения концентрации и управляющими входами управляемого таймера и блока измерения расхода.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый излучатель установлен на трубопроводе диаметрально противоположно соответствующему приемнику, пары излучатель приемник размещены на равном расстоянии одна от другой вдоль трубопровода, а акустические оси каждой из пар излучатель приемник смещены относительно одна другой на угол 360o/n.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95104823A RU2101698C1 (ru) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | Устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в жидкости |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95104823A RU2101698C1 (ru) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | Устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в жидкости |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95104823A RU95104823A (ru) | 1996-11-27 |
| RU2101698C1 true RU2101698C1 (ru) | 1998-01-10 |
Family
ID=20166293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95104823A RU2101698C1 (ru) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | Устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в жидкости |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2101698C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2489712C2 (ru) * | 2009-03-11 | 2013-08-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для измерения концентрации механических примесей в средах |
| RU2691662C2 (ru) * | 2017-06-19 | 2019-06-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для измерения концентрации механических примесей в средах |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107144506B (zh) * | 2017-06-21 | 2023-08-22 | 华南理工大学 | 一种基于环状交织阵列的悬浮物动态监测方法与装置 |
-
1995
- 1995-04-03 RU RU95104823A patent/RU2101698C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Toshiba Rev., 1982, v. 36, N 12. 2. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2489712C2 (ru) * | 2009-03-11 | 2013-08-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для измерения концентрации механических примесей в средах |
| RU2691662C2 (ru) * | 2017-06-19 | 2019-06-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для измерения концентрации механических примесей в средах |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95104823A (ru) | 1996-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100808729B1 (ko) | 다상유동의 유량 및 농도의 동시 결정법 | |
| CN1068429C (zh) | 卡式超声容积流量计 | |
| US5035147A (en) | Method and system for digital measurement of acoustic burst travel time in a fluid medium | |
| EP0273385B1 (en) | An ultrasonic device for measuring the rate of flow of fluid in a duct | |
| US20070167792A1 (en) | Ultrasonic flowmeter capable of applying both pulse doppler method and transit time method, method and program for automatically selecting measurement method in flowmeter, and electronic device for flowmeter | |
| CA2209789A1 (en) | Process and apparatus for ultrasound flow rate measurement | |
| NO20010138D0 (no) | Kryssmåling av signaler i en akustisk strömningsmåler | |
| RU2226263C2 (ru) | Ультразвуковой многоканальный расходомер и способ измерения расхода жидкости или газа в трубопроводе | |
| US5078011A (en) | Method of monitoring parameters of solid phase of suspension and device therefor | |
| RU2101698C1 (ru) | Устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в жидкости | |
| ATE215689T1 (de) | Verfahren zur ultraschall-messung von durchflussmengen von strömenden fluiden | |
| DE59607938D1 (de) | Verfahren zur Ultraschall-Messung von Durchflussmengen von strömenden Fluiden | |
| GB2046442A (en) | Ultrasonic flow meter | |
| US3204455A (en) | Ultrasonic flowmeter | |
| RU2313077C1 (ru) | Способ ультразвукового измерения концентрации взвешенных веществ в жидкой среде | |
| RU2126143C1 (ru) | Ультразвуковой расходомер компонентов многофазной среды | |
| SU918790A1 (ru) | Ультразвуковой расходомер дл измерени малых расходов жидкости | |
| SU1610428A1 (ru) | Способ контрол сплошности потока жидкости в трубопроводе и устройство дл его осуществлени | |
| SU1523988A2 (ru) | Устройство дл измерени среднего объемного паросодержани среды | |
| SU1434361A1 (ru) | Способ измерени скорости распространени акустических колебаний в движущихс средах | |
| SU1078248A1 (ru) | Ультразвуковой расходомер | |
| SU1276936A1 (ru) | Способ определени местоположени течи в трубопроводах | |
| SU792130A1 (ru) | Устройство дл измерени локального объемного паросодержани | |
| SU1647266A1 (ru) | Устройство измерени массового расхода | |
| SU1476311A1 (ru) | Ультразвуковой расходомер |