SU1196751A1

SU1196751A1 - Method of measuring occluded gas in liquid

Info

Publication number: SU1196751A1
Application number: SU843765348A
Authority: SU
Inventors: Инна Сергеевна Кольцова; Игорь Георгиевич Михайлов; Ирина Евгеньевна Покровская; Виктор Андреевич Лещенко; Владимир Васильевич Громов
Original assignee: ЛГУ им.А.А.Жданова
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1985-12-07

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВЫХВКЛЮЧЕНИЙ В ЖИДКОСТИ, заключающийс в том, что в исследуемой жидкости возбуиадают импульс акустических колебаний при отсутствии и наличии в ней газа, принимают прошедшие жидкость импульсы, измер ют их амплитуды, измер ют ослабление амплитуды импульса из-за наличи газа и по ослаблению определ ют концентрацию газовых включений , отличающийс тем, что, с целью повышени точности контрол , предварительно возбуждают серию дискретных возрастающих по частоте импульсов акустических волн, измер ют на каждой часто те ослабление амплитуды импульсов, а измерени провод т на минимальной из частот, при которых ослабление СО посто нно по величине. со а vi елMETHOD OF MEASURING THE CONCENTRATION OF GASES OF AN INCLUSION IN A LIQUID, which consists in that a pulse of acoustic oscillations is disturbed in the test liquid in the absence and presence of gas in it, the impulses passed through the liquid are measured, their amplitudes are measured, the amplitude of the impulse is attenuated due to the presence of gas and attenuation determine the concentration of gas inclusions, characterized in that, in order to increase the accuracy of the control, they preliminarily excite a series of discrete increasing in frequency pulses of acoustic waves, measuring are often each pulse amplitude attenuation, and measurement was carried out on a minimum of the frequency at which attenuation CO permanently in magnitude. co a vi ate

Description

Изобретение относитс к неразрушающему контролю и может быть использовано дл измерени концентрации газовых включений в жидкости , протекак цей по гидросистемам , с помощью акустических колебаний .The invention relates to non-destructive testing and can be used to measure the concentration of gas impurities in a fluid, flow through hydraulic systems, using acoustic oscillations.

Цель изобрб тгени ; - повышение точности контрол .Target isobrb tgeny; - improving the accuracy of control.

На чертеже представлено устройство реализации способа измерени газовых включений в жидкости. The drawing shows a device for implementing a method for measuring gas impurities in a liquid.

Устройство содержит резервуар 1, в котором находитс рабоча среда, пьезоэлектрические излучатель 2 и приемник 3, расположённые один напротив другого. Пьезоэлектрические излучатель 2 и приемник 3 герметизированы в держател х 4 и 5 от рабочей , внешней сред и от корпуса резервуара 1 и вмонтированы так, что их рабочие поверхности вл ютс стенками резервуара. Генератор 6 возбуждает пьезоэлектрический излучатель 2. Усилитель 7 принимает сигналы с пьезоэлектрического приемника 3. Коммутатор 8, запоминающее устройство 9, накопитель 10, устройство 11 синхронизированы между собой и с генератором 6 и приемником 7.The device comprises a reservoir 1 in which the working medium, a piezoelectric emitter 2 and a receiver 3 are located opposite one another. The piezoelectric emitter 2 and the receiver 3 are sealed in the holders 4 and 5 from the working environment and from the tank body 1 and mounted so that their working surfaces are the walls of the tank. The generator 6 excites a piezoelectric emitter 2. Amplifier 7 receives signals from a piezoelectric receiver 3. Switch 8, memory 9, drive 10, device 11 are synchronized with each other and with generator 6 and receiver 7.

Способ измерени газовых включений в жидкости осуществл етс следукодим образом.The method for measuring gas impurities in a liquid is carried out in the following manner.

Генератором 6 возбуждают пьезоэлектрический излучатель 2, который создает в исследуемой жидкости серию дискретных возрастак цих по частоте , импульсов акустических волн. Причем эти импульсы последовательно возбуждаютс в жидкости при отсутствии и наличии в ней газа. Изза наличи газа в жидкости коэффициент затухани акустических волн возрастает и, соответственно уменьшаетс амплитуда импульса, прошедшего жидкость.The generator 6 excites a piezoelectric emitter 2, which creates in the liquid under study a series of discrete increases in frequency, pulses of acoustic waves. Moreover, these pulses are successively excited in a liquid in the absence and presence of gas in it. Due to the presence of gas in the liquid, the attenuation coefficient of the acoustic waves increases and, accordingly, the amplitude of the impulse that passes the liquid decreases.

Ультразвуковые импульсы после прохождени жидкости в резервуаре 1 принимаютс пьезоэлектрическим приемником 3, сигнал с которого посылаетс на усилитель 7, -чувствительность которого мен етс по логарифмическому закону. Сигнал с усилител 7 направл етс на коммутатор 8. Прин тые сигналы после прохождени жидкости без газовых включений коммутатор 8 посыпает на за196751The ultrasonic pulses, after passage of fluid in reservoir 1, are received by a piezoelectric receiver 3, the signal from which is sent to amplifier 7, the sensitivity of which varies logarithmically. The signal from the amplifier 7 is directed to the switch 8. The received signals after the passage of a liquid without gas inclusions switch 8 sprinkles on the 196751

Поминающее устройство 9, которое их запоминает. Флуктуирующие сигналы , полученные при зондировании жидкости с газовыми пузырьками, коммутатор 8 посыпает на накопитель 10, усредн ющий их.Memorial device 9, which remembers them. The fluctuating signals obtained when probing a liquid with gas bubbles, the switch 8 sprinkles on the accumulator 10, averaging them.

На каждой частоте определ ют ослабление амплитуды импульса. Дп этого усредненные сигналы поступают в запоминающее устройство 9,которое вычисл ет логарифмы отношений усредненной величины амплитуды сигнала, прошедшего жидкость с газом , к амплитуде сигнала, прошедшего жидкость без газа.At each frequency, the pulse amplitude attenuation is determined. In this datum, the averaged signals enter the memory 9, which calculates the logarithms of the ratios of the averaged magnitude of the amplitude of the signal passed through the liquid to the gas to the amplitude of the signal passed through the liquid without gas.

Известно, что ослабление ультразвуковых волн, распростран ющихс в жидкости с газовыми пузырьками,It is known that the attenuation of ultrasonic waves propagating in a liquid with gas bubbles,

20 имеет рко выраженный резонанс,20 has a pronounced resonance,

что св зано с резонансными частотами газовых пузырьков, завис щими от их геометрических размеров. Дп определени зарезонансной областиthis is due to the resonant frequencies of the gas bubbles, depending on their geometrical dimensions. Dp definition resonance region

25 исследуемой жидкости с пузьфьками устанавливают частотную, зависимость ослаблени ульт1развуковых волн. Это осуществл ют путем последовательного вычислени отношени ослаб , лений зондирующих сигналов с возрастанием частот к ослаблению зондирующего сигнала на начальной частоте . Выдел ют частотную область, в которой ослабление стремитс к посто нной величине, выбирают в качест35 ве рабочей частоты минимальную из этой . Затем генератор 6 дает команду через коммутатор 9 перейти из режима зондировани жидкости серией дискретных, возрастающих по частоте, импульсов акустических волн на зондирование жидкости импульсами выбранной минимальной зарезонансной частоты. Флуктуирующий сигнал ; коммутатор 8 оп ть посылает на нако 5 питель, после чего направл ет его на устройство 11, определ ющее концентрацию газовых включений по зависимости п , где коэффициент К определен путем тарировки, 4ot50 дополнительный коэффициент ослаблени . Коммутатор 8 периодически запускает генератор 6 на зондирование рабочей среды с помощью пьезоэлектрического и-злучател 2 дискретными импульсами, возрастающими по частоте, что позвол ет корректировать рабочую частоту зондирующих импульсов акустических волн в25, the studied fluid with fluids establish a frequency dependence of the attenuation of ultrasonic waves. This is accomplished by successively calculating the ratio of the attenuation signal, with increasing frequencies to attenuating the sounding signal at the initial frequency. The frequency domain in which the attenuation tends to a constant value is selected, the minimum of this frequency is chosen as the operating frequency. Then the generator 6 gives the command through the switch 9 to switch from a fluid-sensing mode with a series of discrete, frequency-increasing acoustic wave pulses to a liquid sensing pulses of the selected minimum resonant frequency. Fluctuation signal; the switch 8 sends the file back to 5 and then sends it to the device 11, which determines the concentration of gas inclusions according to n, where the coefficient K is determined by calibration, 4ot50 is the additional attenuation factor. Switch 8 periodically starts the generator 6 to probe the working medium using a piezoelectric and emitter 2 discrete pulses, increasing in frequency, which allows you to adjust the working frequency of the probing pulses of acoustic waves in

случае, если вследствие изменени динамики среды изменитс дисперсный состав газовых пузырьков.If, due to a change in the dynamics of the medium, the dispersed composition of gas bubbles changes.

Предлагаемый способ измерени газовых включений в жидкости позвол ет повысить точность контрол , поскольку дл исследуемой жидкостиThe proposed method for measuring gas impurities in a liquid makes it possible to increase the accuracy of control, since for the liquid under study

с газовыми пузырьками определ етс зарезонансна область измерений, в которой существует линейна св зь между концентрацией газовых включений в жидкости и дополнительными ослаблени ми ультразвуковых волн, вызванных зтими включени ми.with gas bubbles, a resonance measurement region is defined, in which there is a linear relationship between the concentration of gas inclusions in a liquid and the additional attenuation of ultrasonic waves caused by these inclusions.

Claims

METHOD FOR MEASURING GAS INCLUSION CONCENTRATION IN A LIQUID, consisting in the fact that a pulse of acoustic vibrations is excited in the liquid under investigation in the absence and presence of gas, the pulses transmitted through the liquid are received, their amplitudes are measured, the pulse amplitude is attenuated due to the presence of gas, and the attenuation is determined the concentration of gas inclusions, characterized in that, in order to improve the accuracy of control, pre-excite a series of discrete increasing in frequency pulses of acoustic waves, measured for each th frequency attenuation pulse amplitude, and measurement is performed on a minimum of the frequency at which the attenuation constant in magnitude.