SU1719973A1 - Способ контрол сплошности потока диэлектрической жидкости - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике с помощью электромагнитных волн и может быть использовано дл  контрол  фазового состо ни  охлаждающих жидкостей. Цель изобретени  - повышение чувствительности . Способ контрол  сплошности потока диэлектрической жидкости заключаетс  в том, что контролируемую жидкость пропускают через диэлектрическую трубку, размещаемую в линии передачи электромагнитной волны, в которой возбуждают азимутально-симметрич- ное поле, и измер ют фазовое врем  запаздывани  электромагнитной волны, по величине которого суд т о сплошности исследуемой диэлектрической жидкости, при этом в качестве линии передачи используют диафрагмированный волновод, а фазовую скорость электромагнитной волны выбирают равной J3/2 скорости электромагнитной волны в контролируемой диэлектрической жидкости . 3 ил. С

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, в частности к средствам контрол  фазового состо ни  охлаждающих жидкостей (например, воды ) s и может быть использовано дл  оптимизации теплообменных процессов в энергетических установках атомных электростанций.

Известен способ измерени  сплошности , заключающийс  в том, что контролируемый поток пропускают по оси диафрагмированного волновода, возбуждают в диафрагмированном волноводе электромагнитную волну с частотой, близкой к критической, и измер ют затухание волны, по значению которого

суд т о сплошности контролируемого : потока.

Недостатком указанного способа  вл етс  низка  точность измерени , присуща  измерению затухани .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ контрол  сплошности, заключающийс  в том, что контролируемый поток пропускают в электромагнитном поле поверхностной волны, распростран ющейс  в спиральной замедл ющей системе, измер ют фазовое врем  задержки поверхностной волны, по вели-, чине которого суд т о сплошности потока .

tsob

S

& Ј0 Ы

оэ

Недостатком указанного способа  вл етс  низка  чувствительность. Это , объ сн етс  тем, что при достаточно равномерном распределении напр женности электрического пол  внутри . контролируемого потока,, необходимом дл  однозначности получаемой информации , что имеет место при относительно низких частотах, больша  часть энер- гии волны проходит в области снаружи спирали и скорость волны слабо зависит от сплошности контролируемого потока , т.е. чувствительность оказываетс  низкой.

Цель изобретени  - повышение чувствительности .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу в качестве линии передачи используют диафрагмированный волновод, а фазовую скорость электромагнитной волны выбирают равной -J3/2 скорости электромагнитной волны в контролируемой диэлектрической жидкости .

Вновь введенные признаки обуславливают по вление нового свойства, заключающегос  в том, что энерги  электромагнитного пол  распределена равномерно по поперечному сечению конт- ролируемого потока при относительно большом значении запасенной энергии на единицу длины системы.

На фиг. 1 изображено положение контролируемого потока диэлектрической жидкости в поле электромагнитной волныЈ на фиг. 2 - схема, иллюстриг рующа  предлагаемый способ; на фиг. 3 эпюра распределени  квадратов продольной составл ющей электрического пол  Е,. и радиальной составл ющей электрического пол  Е.

Предлагаемый способ осуществл ют

Полага  r ft Ј0,5 (включа  г а, где а - внешний радиус потока) и раскланаходим

следующим образом

Поток контролируемой диэлектричес- ., и «-««-. . „ г„.

кой жидкости 1 проходит через диэлек- Дыва  функции Бессел  в р д около ну- трическую трубу 2 цилиндрической фор- после простейших преобразований мы. Снаружи диэлектрической трубы 2 располагают диафрагмированный волновод 3, в котором с помощью генерато- ра 4 электромагнитных колебаний воз- буждают электромагнитную волну аксиально-симметричного типа. Прошедша  через диафрагмированный волновод 3

W,

Fi ( (E&)21 2 + 4 J

электромагнитна  волна падает на фазометр 5, регистрирующий изменение фазы волны, вызванное изменением ее фазовой скорости при изменении сплошности контролируемого потока диэлект55

Из полученного выражени  следует, что We const при ft2 2S22 . Последнее условие выполн етс  при ft2 2/3(k26), т.е. при фазовой скорости

волны, равной скорости плоской электромагнитной волны в контролируемой диэлектрической жидкости. Посто нство энергии электрического пол 

рической жидкости 1. При уменьшении сплошности (например, при по влении пузырьков пара) уменьшаетс  средн   диэлектрическа  проницаемость Ј и, следовательно, фазова  скорость электромагнитной волны. При этом уменьшение фазовой скорости тем больше, чем больше запасенна  в объеме, заполненном потоком диэлектрической жидкости 1, энерги  электрического пол  по отношению к энергии волны, запасенной во всем волноводном тракте 3. Энерги  электрического пол  Wg внутри потока диэлектрической жидкости 1 складываетс  из энергии радиальной составл ющей электрического пол  Ер и продольной ее составл ющей Е2, где Ј0 - диэлектрическа  проницаемость вакуума; Ј - относительна  диэлектрическа  проницаемость контролируемой диэлектрической жидкости 1.

На фиг. 3 представлены зависимости Е2 (крива  б) и Е (крива  7) от ра- , диуса г внутри потока. При этом крива  6 пропорциональна IQ(rS2), а крива  7 - (WS2I2(rC), где 10, 1„ - функции Бессел  первого рода, k

ЕО (Uo волновое число в вакууме , где (М0 магнитна  проницаемость вакуумаj $1 - поперечна  посто нна , св занна  с фазовой посто нной fi и волновым числом k соотношением ($2 k2-6 Ч22 . Кривые 6 и 7 демонстрируют возможность получени  независимости , суммарной мощности We от радиуса г. Действительно, суммарное распределение энергии электрического пол  по радиусу г в заполненной жидкостью ци- линдрической области пропорционально следующей величине:

We(r) - I2(rQ) + -|j- I(kn).

Полага  r ft Ј0,5 (включа  г а, где а - внешний радиус потока) и расклаи «-««-. . „ г„.

находим

Дыва  функции Бессел  в р д около после простейших преобразован

W,

Fi ( (E&)21 2 + 4 J

Дыва  функции Бессел  в р д около ну- после простейших преобразований

5

Из полученного выражени  следует, что We const при ft2 2S22 . Последнее условие выполн етс  при ft2 2/3(k26), т.е. при фазовой скорости

волны, равной скорости плоской электромагнитной волны в контролируемой диэлектрической жидкости. Посто нство энергии электрического пол 

по сечению контролируемой диэлектрической жидкости обуславливает независимость изменени  фазовой скорости электромагнитной волны от положени  пузырьков воздуха в потоке.

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемый способ позвол ет повысить чувствительность измерени  сплошности диэлектрической жидкости .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ контрол  сплошности потока диэлектрической жидкости, заключающийс  в том, что контролируемую диэлектрическую жидкость пропускают через диэлектрическую трубку, которую размещают в линии передачи электромагнитной волны, возбуждают в линии

   передачи азимутально-симметричное поле и измер ют фазовое врем  запаздывани  электромагнитной волны, по величине которого определ ют сплошность потока исследуемой диэлектрической

   жидкости, о т л., и ч ающий с  тем, что, с целью повышени  чувствительности , в качестве линии передачи используют диафрагмированный волновод , а фазовую скорость электромагнитной волны выбирают равной л/3/2 скорости электромагнитной волны в контролируемой диэлектрической жидкости .

   1 /Л FV1 г/1Г/1Г/1

   ywSAAXXXXX

   XXWW

   фиг.1

   UN/Ill

   3

   фиг 2

   i j

   фиг.З

   Составитель Ю.Пчельников Редактор М.Петрова Техред М.Дидык Корректор М.Самборска 

   Заказ 768

   Тираж

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

   Подписное