SU1675755A2 - Устройство дл определени концентрации свободного газа в жидкофазных средах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при определении концентрации свободного газа в жидкости. Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет исключени  погрешности преобразовани  временного интервала при приведении к одному значению частот двух каналов. Исследуема  жидкость зондируетс  сигналами разных частот - низкочастотным и высокочастотным, После приема этих сигналов и преобразовани  к одному значению частоты определ ют временной интервал запаздывани  низкочастотного сигнала, по которому суд т о концентрации газа. В одном канале низкочастотный сигнал умножаетс  по частоте до среднего частотного значени , а в другом канале высокочастотный сигнал делитс  по частоте до этого же значени , что позвол ет сохранить без изменений измер емый временной интервал. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительным устройствам, предназначено дл  оперативного контрол  с высокой точностью концентрации свободного газа в жидкости и  вл етс  усовершенствованием авт. св. СССР № 1603288.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и точности измерений за счет исключени  погрешности преобразовани  временного интервала при приведении к одному значению частот двух каналов.

На чертеже приведена структурна  схема измерител .

Устройство дл  определени  концентрации свободного газа в жидкости содержит кварцевый генератор 1, выход которого соединен с входом первого усилител -ограничител  2, выход его соединен с входом делител  3 частоты с коэффициентом делени , равным, например (реализовать который возможно последовательным включением восьми делителей частоты на

два),-выход которого соединен с входом фильтра 4 нижних частот. Выходы усилителей 5 и 6 мощности соединены с входами акустических излучателей 7 и 8. Выход приемника 9 акустических колебаний, расположенного на равных рассто ни х I от излучателей 7 и 8, соединен с входами селективных усилителей 10 и 11. Выход усилител  10 соединен с входом умножител  12 частоты с коэффициентом умножени , равным , например, 2 16.Выход усилител  11 соединен через усилитель-ограничитель 13 с входом делител  14 частоты с коэффициентом делени , равным, например. . Выходы делител  14 частоты и усилител -ограничител  15 соединены с входами измерител  16 разности фаз, выход которого соединен с входом регистратора 17,

Работает устройство следующим образом .

Непрерывные колебани  (например, с частотой 1024 кГц) усиливаютс  первым усилителем 6 мощности и излучаютс  в исслесо

с

о 1

СП

44 ел ел

Ю

дуемую жидкость, содержащую свободный газ, первым акустическим излучателем 7. Те же высокочастотные колебани  поступают также на вход первого усилител -ограничител  2, с выхода которого пр моугольные импульсы типа меандр подаютс  на первый делитель 3 частоты с коэффициентом делени , равным, например 256. Пр моугольные импульсы типа меандр с частотой 4 кГц с выхода делител  3 частоты фильтруютс  фильтром 4 нижних частот с частотой среза 4 кГц, после чего синусоидальные колебани , снимаемые с выхода фильтра 4 нижних частот, с частотой 4 кГц усиливаютс  вторым усилителем 5 мощности и излучаютс  в жидкость акустическим излучателем 8. Из- за различной скорости распространени  в жидкости с пузырьками газа акустических волн с частотами 1024 и 4 кГц на вход приемника 9 низкочастотный сигнал приходит с запаздыванием At по отношению к высокочастотному сигналу. Величина задержки At определ етс  концентрацией свободного газа в жидкости. С выхода приемника 9 электрические сигналы фильтруютс  и усиливаютс  с частотами селекции соответственно 4 и 1024 кГц. Отселектированные сигналы с частотой 1024 кГц усиливаютс  и ограничиваютс  по уровню, дел тс  по частоте с коэффициентом делени  16. Пр моугольные импульсы типа меандр с частотой 64 кГц поступают на первый вход измерител  16. Отселектированные синусоидальные сигналы с частотой 4 кГц с выхода поступают на вход умножител  12 частоты с коэффициентом умножени  16, с выхода которого синусоидальные сигналы с частотой 64 кГц усиливаютс  и поступают на второй вход измерител  16. По измер емой разности фаз Дуэ, определ емой временем задержки низкочастотного сигнала относительно высокочастотного сигнала при распространении их в жидкости с пузырьками газа, с помощью тарировочной кривой (11) определ ют концентрацию свободного газа в жидкости U.

При делении частоты сигнала в основном изобретении уменьшаетс  (делитс ) не

только его частота, но и тот самый фазовый сдвиг, обусловленный запаздыванием низкочастотного сигнала относительно высокочастотного , величина которого однозначно

св зана с измер емой концентрацией свободного газа в жидкости, что ведет к уменьшению точности измерени  фазового сдвига.

Точность измерени  концентрации свобедного газа в жидкости при одной и той же разрешающей способности измерител  разности фаз можно существенно повысить , например, в дес ть раз. Дл  этого достаточно поделить высокочастотный сигнал

не на 100, а на 10, а частоту низкочастотного сигнала умножить на 10, чтобы сигналы различных частот (1 МГц и 10 кГц) привести к одной частоте (100 кГц) дл  осуществлени  фазовых измерений. Кроме повышени  точности измерений возрастает чувствительность данного устройства по сравнению с прототипом. Например, если в прототипе изменение объемной концентрации воздуха в жидкости на 1-Ю вызывало изменение

скорости звука на 8%, что обуславливало дополнительный временной сдвиг между ВЧ- и НЧ-сигналами A мкс, который в прототипе в результате делени  частоты ВЧ-сигнала на 100 также уменьшалс  в 100

раз и составл л 0,09 мкс (чувствительность прототипа, определ ема  изменением временного сдвига At между разночастотными сигналами с изменением объемной концентрации воздуха на единицу (в примере на

составл ла 0,09 мкс , то в данном устройстве этот временный сдвиг уменьшаетс  при делении частоты ВЧ-сигнала всего в 10 раз, следовательно, чувствительность данного устройства увеличиваетс  в 10 раз.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  определени  концентрации свободного газа в жидкофазных средах по авт. св. СССР N 1603288, отличающеес  тем, что, с целью повышени 

   точности, оно снабжено умножителем частоты , включенным между выходом второго селективного усилител  и входом второго усилител -ограничител .