SU711460A1

SU711460A1 - Устройство дл определени количества растворенных газов в жидкости

Info

Publication number: SU711460A1
Application number: SU772519435A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иванович Дышлевой; Евгений Семенович Чистяков
Original assignee: Харьковский авиационный институт
Priority date: 1977-08-23
Filing date: 1977-08-23
Publication date: 1980-01-25

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля количества растворенных газов в жидкости.

Известно устройство [1] для измерения концентрации газовой фазы в потоке жидкости, . ⁵ содержащее полый цилиндрический пьезоэлектрический Датчик, подключенный через резистор к ультразвуковому генератору, и индикатор, подключенный непосредственно к датчику. Однако этим устройством нельзя измерять кон- ^ί0центрацию растворенных газов в жидкости.

Известны также устройства [2], в которых растворенный газ предварительно выделяется в виде пузырьков в специальной измерительной ячейке, измеряется электропроводность среды с пузырьками при двух различных давлениях и по градуировочной кривой определяется количество растворенных газов. Процесс измерения этим устройством также достаточно трудоемок, поскольку связан с вакуумированием жидкости.

Ближайшим по технической сущности к предложенному является устройство [3] для определения количества растворенных газов в жидкости, содержащее ультразвуковой генератор, соединенный с пьезоэлектрическим излучателем, и детектор.

Однако это устройство достаточно сложно по конструкции и обладает недостаточной точностью измерения, особенно в диапазоне газосодержатгий а > 1,5% (для воды), то есть в диапазоне, представляющем наибольший интерес для практики.

Это обусловлено тем, что зависимость порогового давления дегазации от количества растворенных газов в этом диапазоне газосодержаний выражена слабо.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности измерения путем увеличения чувствительности устройства.

Это достигается тем, что в устройство, содержащее генератор ультразвуковых колебаний, соединенный с пьезоэлектрическим излучателем, и детектор, введены счетчик импульсов, реле времени и электронный ключ, один вход которого через детектор соединен с излучателем, ‘другой вход - с реле времени, а выход - со счетчиком импульсов. —

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — осциллограммы напряжения в различных точках схемы устрой- 5 ства; на фиг. 3 — тарировочные кривые для воды к предложенному устройству (Л) и к известному устройству (5) в условных единицах.

Устройство состоит из ультразвукового ге- Ю нератора 1, подключенного к детектору 2 и ndлому цилиндрическому излучателю 3, в который заливают исследуемую жидкость 4.

Выход детектора 2 соединен с одним из 15 входов электронного ключа 5, второй вход которого подключен к реле времени 6. Выход электронного ключа 5 подключен к входу счетчика импульсов 7.

Устройство работает следующим образом. 20 Исследуемую пробу жидкости 4 заливают в полый цилиндрический излучатель 3, который возбуждается от генератора 1 электрических колебаний с фиксированными частотой и амплитудой. Амплитуда напряжения генератора 1 25 выбирается таким образом, чтобы выделение газа из жидкости при ее дегазации обеспечивалось в виде стабильной последовательности одиночных пузырьков, образующихся в фокусе излучателя 3 за счет процессов направленной 30 диффузии растворенного , газа ИЗ) жидкости в микропузырьки и их коагуляции.

При достижении пузырьком размера больше резонансного он резко выталкивается акустичес- 35 кими радиационными силами из фокуса излучателя 3 к его стенке, а на его месте начинает ** зарождаться и расти новый пузырек. При удалении пузырька из фокуса излучателя изменяет⁴ ΑΩ ся нагрузка среды на излучатель и тем самым на генератор 1, что проявляется в образовании кратковременных выбросов напряжения на излучателе (см. эпюру ”а” на фиг. 2). Эти выбросы выделяются детектором 2 (эпюра ”б”) и используются для подсчета числа пузырьков, так 45 как экспериментально установлено, что каждому пузырьку соответствует только один выброс напряжения.

Для подсчета числа пузырьков импульсы с выхода детектора 2 подаются через электронный ключ 5 на счетчик импульсов 7. Электронный ключ управляется реле времени 6, которое по команде оператора вырабатывает перепад напряжения фиксированной длительности (эпюра ”в”), открывающий на это время электронный ключ 5.

Прошедшие через электронный ключ 5 импульсы (эпюра ”г”) подсчитываются счетчиком импульсов 7.

Для определения количества растворенных газов </ по показаниям счетчика импульсов для каждой жидкости предварительно снимают тарировочные кривые tf=f (n), где η — число импульсов зафиксированный отрезок времени. Тарировку производят по любому физическому прибору, определяющему абсолютное значение количества растворенных газов в жидкости.

Claims

Изобретение относитс к области контрольно-измерительной техники и может быть испол зовано дл контрол количества растворенных газов в жидкости. Известно устройство 1 дл измерени ко центрации газовой фазы в потоке жидкости, содержащее полый цилиндрический пьезоэлектрический Датчик, подключенный через резистор к ультразвуковому генератору, и индикатор, подключенный непосредственно к датчику. Однако этим устройством нельз измер ть концентрацию растворенных газов в жидкости. Известны также устройства 2, в которых растворенный газ предварительно выдел етс в виде пузырьков в специальной измерительной чейке, измер етс электропроводность среды с пузырьками при двух различных давлени х и по градуировочной кривой определ етс количество растворенных газов. Процесс измерени этим устройством также достаточно трудоемок , поскольку св зан с вакуумированием жидкости. Ближайшим по технической сущности к предложенному вл етс устройство 3 дл определени количества растворенных газов в жидкости, содержащее ультразвуковой генератор , соединенный с пьезоэлектрическим излучателем , и детектор. Однако это устройство достаточно сложно по конструкции и обладает недостаточной точностью измерени , особенно в диапазоне газосодержаний а 1,5% (дл воды), то есть в диапазоне , представл ющем наибольший интерес дл практики. Это обусловлено тем, что зависимость порогового давлени дегазации от количества растворенных газов в этом диапазоне газосодержаний выражена слабо. Целью изобретени вл етс упрощение конструкции и повышение точности измерени путем увеличени чувствительности устройства. Это достигаетс тем, что в устройство, содержащее генератор ультразвуковых колебаний, соединенный с пьезоэлектрическим излучателем, и детектор, введены счетчик импульсов, реле времени и электронный ключ, один вход которого через детектор соединен с излучателем. 371 -другой вход - с реле времени, а выход - со счеттком импульсов. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - осциллограммы напр жени в различных точках схемы устройства; на фиг. 3 - тарировочные кривые дл воды к предложенному устройству (А) и к известному устройству () в условных единицах Устройство cocTOHt из ультразвукового гейератора 1, подключенного к детектору 2 и ndлому цилиндрическому излучателю 3, в который заливают исследуемую дадкость 4. Выход детектора 2 соединен с одним из входов злектронного ключа 5, второй вход которого подключен к реле времени 6. Выход электронного ключа 5 подключен к входу счетчика импульсов 7. Устройство работает следующим образом. Исследуемую пробу жидкости 4 заливают в полый цилиндрический излучатель 3, который возбуждаетс от генератора 1 электрических колебаний с фиксированными частотой и амплитудой . Амплитуда напр жени генератора 1 выбираетс таким образом, чтобы вьщеление газа из жидкости при ее дегазации обеспечивалось в виде стабильной последовательности оди ночных пузырьков, образующихс в фокусе излучател 3 за счет процессов направленной диффузии растворенного , газа И3| жидкости в микропузырьки и их коагул ции. При достижении пузырьком размера больще резонансного он резко выталкиваетс акустичес кими радиационными силами из фокуса излучател 3 к его стенке, а на его месте начинает зарождатьс и расти новый пузырек. При удалении пузырька из фокуса излучател измен ет с нагрузка среды на излучатель и тем самым на генератор 1, чТо про вл етс в образовании кратковременных выбросов напр жени на изл чателе (см. зпюру а на фиг. 2). Эти выброс выдел ютс детектором 2 (эпюра б) и используютс дл подсчета числа пузырьков, так как экспериментально установлено, что каждому пузырьку соответствует только один выброс напр жени . Дл подсчета числа пузырьков импульсы с выхода детектора 2 подаютс через электронный ключ 5 на счетчик импульсов 7. Электронный ключ управл етс реле времени 6, которое по команде оператора вырабатывает перепад напр жени фиксированной длительности (эпюра в), открывающий на это врем электронный ключ 5. Прошедише через электронный ключ 5 импульсы (эпюра г) подсчитываютс счетчиком импульсов 7. Дл определени количества растворенных газов of по показани м счетчика импульсов дл каждой жидкости предварительно снимают тарировочные кривые (n), где п - число импульсов зафиксированный отрезок времени. Тарировку производ т по любому физическому прибору, определ ющему абсолютное значение количества растворенных газов в жидкости. Формула изобретени Устройство дл определени количества растворенных газов в жидкости, содержащее генератор ультразвуковых колебаний, соединенный с пьезоэлектрическим излучателем, и детектор, отличающеес тем, что, с целью |упрощени конструкции и повыщени точное- , ,ти измерени путем увеличени чувствительнос:ти устройства, оно снабжено счетчиком импульсов , реле времени и электронным ключом, один вход которого через детектор соединен с излучателем, другой - с реле времени, а выход - со счетчиком импульсов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 42764, кл. G 01 N 29/02.
2.Перепелкин К. Е. Заводска лаборатори ХХУ № 10, с. 1213, 1959 год;
3.Авторское свидетельство СССР № 176450, кл. G 01 N 29/02, 1965 (прототип).

/

L

5

ДА Л Л Л А Л Л А

А А А А л А А А

г.2 Л Л Л Л Л

/

гиг.З Газосодер :ание,с(,

s -X.

2.5