SU1104395A1 - Фотоэлектрическое устройство дл измерени размера и счетной концентрации частиц в потоке жидкости - Google Patents

Abstract

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРА И СЧЕТНОЙ .КОНЦЕНТРАЦИИ ЧАСТИЦ В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ, содержашее трубопровод с соосно расположенным измерительным каналом, оптически св занные с каналом излучатель и фотоприемник, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений путем улучшени  изокинетичности отбора жидкости из потока и уменьшени  осаждени  частиц загр знений в прот женном измерительном канале, на внешней поверхности измерительного канала выполнен обтекатель, частично перекрываюший трубопровод, образу  симметрично расположенные относительно оси трубопровода два канала дл  протока жидкости , канал содержит соосно расположенную пробозаборную трубку, на выходном торце канала установлена с возможностью вращени  диафрагма, при этом в центре сл диафрагмы выполнено отверстие, диаметр которого равен внутренне.му диаметру канала , а на периферийных участках два выреза , симметрично расположенных относительно оси диафрагмы. 4 со СО О1

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  пробоотбора и измерени  оптическим методом размера и счетной концентрации частиц в потоке жидкости.

Известен фотоэлекрический прибор дл  измерени  концентрации твердой фазы, содержащейс  в жидких гетерогенных системах .

Оптический концентратомер используетс  дл  измерени  либо рассе нного (нефелометры ) , либо прошедшего через поток жидкости с загр знителем оптического излучени  (турбидиметры). Датчик представл ет собой расширенный участок , внутри которой установлены излучатель, фотоприемник и линзы. Датчик используетс  в качестве концетратомера известн кового молока дл  измерений концентраций в интервале 50-150 кг/м 1.

Недостатком прибора  вл етс  нарушение изокинетичности потока в зоне измерени  концентрации неудобнообтекаемыми наконечниками, в которых установлены излучатель (лампа накаливани ), фотоприемник и линзы, а также невозможность из-, мерени  счетной концентрации частиц загр знений в потоке жидкости.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому экономическому эффекту  вл етс  автоматический поточно-ультрамикроскопический анализатор количества и размеров взвешенных частиц в жидких средах, содержащий трубопровод с соосно расположенным измерительным каналом, оптачески св занные с каналом излучатель и фотоприемник 2. К недостаткам известного устройства следует отнести осаждение частиц на стенках в прот женном канале пробозаборной трубки; дл  достижени  изокинетичности отбора жидкости, т. е. равенства скоростей на срезе пробозаборной трубки и в трубопроводе (в плоскости среза пробозаборной трубки) необходима установка вакуумного насоса; дл  контрол  степени изокинетичности отбора необходима установка дополнительных контрольно-измерительных приборов (например расходомеров, манометров ); дл  обеспечени  изокинетичности отбора жидкости в широком диапазоне расходов (скоростей) жидкости в трубопроводе необходима автоматическа  система регулировани , котора  в соответствии с изменением скорости жидкости в контролируемом трубопроводе измен ла бы скорость течени  жидкости в пробозаборной трубке. Цель изобретени  - повышение точности измерений путем улучшени  изокинетичности отбора жидкости из потока и уменьшени  осаждени  частиц загр знений в прот женном измерительном канале. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в фотоэлектрическом устройстве дл  измерени  размера и счетной концентрации частиц в потоке жидкости, содержащем трубопровод с соосно расположенным измерительным каналом, оптически св занные с каналом излучатель и фотоприемник, на внешней поверхности измерительного канала выполнен обтекатель, частично перекрывающий трубопровод, образу  симметрично расположенные относительно оси трубопровода два канала дл  протока жидкости,

канал содержит соосно расположенную пробозаборную трубку, на выходном торце канала установлена с возможностью вращени  диафрагма, при этом в центре диафрагмы выполнено отверстие, диаметр которого равен внутреннему диаметру канала, а на периферийных участках два выреза, симметрично расположенных относительно оси диафрагмы.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства, общий вид; на фиг. 2 -

0 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид В на фиг. 3.

Устройство содержит трубопровод 1, пробозаборную трубку 2, обтекатель 3 датJ чика с каналами 4, излучатель 5 и фотоприемник 6, измерительный канал 7.

Задн   часть обтекател  имеет срез 8, перпендикул рный оси канала 7. Диафрагма 9 имеет центральное отверстие 10, диаметр которого равен диаметру выходного

0 отверсти  измерительного канала 7. На периферийных участках диафрагмы имеютс  два выреза, совпадающие по форме с выходными отверсти ми каналов 4 и обтекател  3. Диафрагма 9 имеет возможность поворота вокруг своей оси, чем обеспечи5 ваетс  перекрытие каналов 4 и изменение расхода жидкости в каналах 4 обтекател  3.

Устройство работает следующим образом .

Исследуемый поток жидкости, протекающей по трубопроводу 1 и далее, через пробозаборную трубку 2, вынесенную в невозмущенный поток жидкости, поступает в измерительный канал 7. Измерительный канал выполн етс  коротким. Разр жение в ка5 нале создаетс  за счет турбулизации потока за неудобно обтекаемым срезом 8. С помощью диафрагмы 9, т. е. за счет перекрыти  каналов 4 (сечение S1, фиг. 4) регулируетс  поток жидкости в каналах таким образом, чтобы скорость жидкости на входе пробозаборной трубки 2 и перед заборной трубкой (в трубе) были равны.

Преимуществом предлагаемого устройства  вл етс  то, что датчик размещен внутри трубопровода с контролируемой жид55 костью, что, при выполнении услови  изокинетичности отбора, позвол ет выполнить трубопроводы пробоотборника минимальной прот женности. Искажени  потока обтекателем не оказывает вли ни  на изокинетичность опгбора, так как длина пробозаборной трубки не менее, чем в п ть раз больше максимального поперечного размера обтекател , что позвол ет произвести пробоотбор в невозмущенной части потока жидкости . В устройстве отсутствует вывод контролируемой жидкости из основного трубопровода , т. е. отсутствует прот женный участок труб байпасной системы.

В устройстве необходимость в вакуумном насосе отсутствует. Дл  прохождени  жидкости через измерительный канал используетс  энерги  жидкости, текущей по трубопроводу. Жидкость засасываетс  в измерительный канал малого сечени  за счет разности давлений на входе пробозаборной трубки и на срезе обтекател . Разность давлений образуетс  как за счет турбулизации потока за неудобно обтекаемым срезом обтекател , так и за счет перекрыти  внешнего канала диафрагмой 9. При изменении расхода жидкости в трубопроводе в широком диапазоне изокинетичность отбора пробы жидкости сохран етс .

В устройстве интенсивность излучени , рассе нного частицами загр знител , наход щимис  в контролируемой жидкости, измер етс  с помощью фотоприемника излучени  6 (излучатель 5). По сравнению с известным в предлагаемом устройстве отсутствует необходимость в специальном

/1-Х

блоке пробоподготовки, так как контроль параметров жидкости ведетс  в потоке.

Кроме того, предлагаемое устройство позвол ет отказатьс  и от системы трубопроводов , так как датчик расчитан на установку в основные магистрали трубопроводов; в предлагаемом датчике отсутствуют повороты жидкости на 180°, т. е. отсутствует инерционное осаждение частиц tis стенках измерительного канала и св занное с этим снижение чувствительности прибора.

В предлагаемом устройстве исключаетс  погрешность измерени  счетной концентрации , св занна  с отбором пробы, транспортировкой ее в специальный блок пробоподготовки .

Использование обтекател , в котором размешен измерительный канал с вынесенной в невозмущенную часть потока пробозаборной трубкой, диафрагмы, регулирующей поток во внешних каналах, позвол ет добитьс  изокинетичности потока в измерительном канале датчика при различных скорост х (расходах) контролируемой жидкости в трубе. Устройство обеспечивает измерение размера и счетной концентрации частиц загр знени , при этом представительность пробы жидкости получаетс  значительно выше, а погрешность измерени  счетной концентрации по сравнению с известным уменьшена не менее, чем в 3 раза.

Claims (1)

1. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРА И СЧЕТНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЧАСТИЦ

   В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ, содержащее трубопровод с соосно расположенным измерительным каналом, оптически связанные с каналом излучатель и фотоприемник, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений путем улучшения изокинетичности отбора жидкости из потока и уменьшения осаждения частиц загрязнений в протяженном измерительном канале, на внешней поверхности измерительного канала выполнен обтекатель, частично перекрывающий трубопровод, образуя симметрично расположенные относительно оси трубопровода два канала для протока жидкости, канал содержит соосно расположенную пробозаборную трубку, на выходном торце канала установлена с возможностью вращения диафрагма, при этом в центре диафрагмы выполнено отверстие, диаметр которого равен внутреннему диаметру канала, а на периферийных участках два выреза, симметрично расположенных относительно оси диафрагмы.