SU1112270A1 - Акустический блок дл измерени концентрации газа в двухфазных средах - Google Patents

Abstract

АКУСТИЧЕСКИЙ БЛОК ДОЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗА В ДВУХФАЗНЫХ СРЕДАХ, содержащий полый цилиндрический пьезоэлектрический излучатель, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности и сокращени  времени измерений, он снабжен полым цилиндрическим приемником ультразвуковых колебаний, расположенным снаружи коаксиально с излучателем и неподвижно закрепленным относительно последнего, а внутренн   полость излучател  предназначена дл  размещени  объема исследуемой среды. (Л С

Description

Изобретение относитс  к измерител ной технике и может быть исцользовано в химической, нефт ной, авиационной , атомной энергетике и криогенных устройствах. Известен акустический блок дл  измерени  концентрации газа в двухфазных средах, содержащий излучающий и приемный пьезопреобразователи, выполненные в виде двух сегментов, вырезанных из полого пьезокерамического цилиндра и образующих конфокаль ный резонатор Л . Недостатки данного устройства зак лючаютс  в необходимости точной юстировки дл  обеспечени  совпадени  оси цилиндрического преобразовател  с центральной образующей другого преобразовател , что требует значительных затрат времени. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  акус тический блок дл  измерени  концентрации газа в двухфазных средах, со держащий полый цилиндрический пьезо электрический излучатель 2 , Недостатками известного акустического блока  вл ютс  невысока  точ ность измерений и малое быстродействие . Например, погрешность измерени  концентрации газа в потоке жидкости с одиночными пузырьками может быть сколь угодно велика, если скорость потока такова, что врем  нахождени  пузырька в объеме датчика меньше вре мени измерени  резонансной частоты. Наименьшее возможное врем  измерени  зависит от резонансных частот пустого и заполненного жидкостью датчика, причем с уменьшением времени измерени  резонансной частоты возрастает погрешность измерени  концентрации веществами жидкости. Целью измерени   вл етс  увеличение точности и сокращение времени измерений концентрации газа в двухфа ных средах. Указанна  цель достигаетс  тем, что акустический блок дл  измерени  концентрации газа в двухфазньгх средах , содержа ций полый цилиндрический пьезоэлектрический излучатель, снабжен полым цилиндрическим приемником ... „ ультразвуковых колебании, расположенным снаружи коаксиальнр с излучателем и неподвижно закрепленным относительно последнего, а внутренн   полость излучател  предназначена дл  размещени  объема исследуемой среды. На фиг. 1 дана блок-схема устройства; на фиг, 2 - градуировочна  характеристика . Акустический блок дл  измерени  концентрации газа в двухфазных средах содержит генератор 1 ультразвуковых колебаний, выход которого соединен с полым цилиндрическим пьезоэлектрическим излучателем 2 и входом фазовращател  3, выход которого подключен к первому входу измерител  А разности фаз. На излучателе 2 закреплен коаксиально с помощью смеси 5 зпоксидной смэлы с пьезокерамическим наполнителем полый цилиндрический приемник 6 ультразвуковых колебаний, выход которого подсоединен к другому входу измерител  4 разности фаз. Излучатель 2 и приемник 6 расположены в едином корпусе 7, образу  акустический блок, включенный в разрыв трубопровода 8. Во внутренней полости излучател  2 находитс  исследуема  среда 9. Акустический блок работает следуюEp-iM образом. Высокочастотное напр жение генератора 1 подаетс  на полый цилиндрический пьезоэлектрический излучатель 2 акустического блока, где оно преобразуетс  в ультразвуковые колебани , которые ввод тс  в исследуемую среду 9. При этом излучатель 2 и наход щийс  в нем объем исследуемой среды 9 образуют механическую колебательную систему. Приемник 6 воспринимает и преобразует механические колебани  излучател  с исследуемой средой в электрические напр жени . Амплитуду напр жени  генератора выбирают такой, чтобы выходное напр жение , снимаемое с приемника, имело синусоидальную форму и было бы больше порогового входного напр жени  измерител  4 разности фаз. После этого определ ют фазочастотную характеристику акустического блока при изменении концентрации газа с учетом вли ни  давлени  и температуры исследуемой среды и выбирают рабочую частоту акустическоно блока по одному из максимальных диапазонов концентрации газа и минимальным изменени м фазочастотньсх характеристик

311

от изменени  давлени  и температуры среды.

Затем градуируют акустический блок на рабочей частоте (фиг. 2), после чего его монтируют в трубопроводе с контролируемой средой, возбужда  в акустическом блоке колебани  с рабочей частотой и с необходимой

122704

амплитудой, настраивают с помощью фазовращател  3 измеритель 4 разное ти фаз на нулевые показани . Далее -производ т измерени  разности фаз с при заполнении внутренней полости излучател  2 исследуемой средой 9 и по градуировочной характеристике определ ют концентрацию газас. (%)в среде.

Claims (1)

1. АКУСТИЧЕСКИЙ БЛОК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗА В ДВУХФАЗНЫХ СРЕДАХ, содержащий полый цилиндрический пьезоэлектрический излучатель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерений, он снабжен полым цилиндрическим приемником ультразвуковых колебаний, расположенным снаружи коаксиально с излучателем и неподвижно закрепленным относительно последнего, а внутренняя полость излучателя предназначена для размещения объема исследуемой среды.