SU989389A1 - Устройство дл определени концентрации частиц в жидкости - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЧАСТИЦ В ЖИДКОСТИ:

12

Изобретение относитс  к конфролз но-измерительной технике и может {}ыть использовано дл  контрол  жидкости в частности дл  определени  концент- , рации свободного газа в жидкости .

--- -

Известно устройство дл  контрол  жидкости, содержащее генератор алект щ Фических колебаний, ультразвуковые излучатель и приемник с регистратором, филнтр верхних частот, вклн еиный последовательно между приилником и perip-стратором . При наличии в жидкости  нр-родных вклизчеНИИ в виде газовых пу . « зырьков ультразвукова  волна модули-: руетс , на выходе фильтра верж их частот по вл етс  низкочастотный си1)нал Который поступает на детектор с кон-; денсатором и регистрируетс  измерительным прибором 1.

Недостатками данного устройства  вл ютс  ограниченные ф$ нкционалы1ые . возможности, поскольку устройство только фиксирует наличие газовых пузырЬков или посторонних частиц, причем в ограниченном объеме жидкости, и не может быть использовано дл  определе-. ни  концентрации пузырьков газа, иа-

пример, в океане, при движении судна с которого осуществл ютс  замеры.

Известно также устрЪйство дл  определени  концентрации свободного га 1за в жидкости, содержащее погруженные в жидкость гидрофон и излучатель, два генератора низкочастотных и высокочастотных колюбаний, два селективных усилител , генератор синхроюшульсоб, соединенный с измерителем временных интервалов и генераторсм низкочастотных колебаний, два счетчика и погруженный в жидкость дополнительный излучатель . В соответствии с выбранншА; режимом работы генератор синхроимпуль ;сов выдает.одиночные видеоимпульсы :или их последоЗвательность. Под воз действием этих импульсов генератор низкочастотных колебаний вырабатывг{ет радиоимпульс, который подводитс  к преобразователю, и через формирователь , пр моугольных импульсов - к счетчику . Счетчик подсчитывает число положительных полупериодов низкочастотных колебаний и выполн ет роль .фикси рованной задержки посылки высокочастотного радиоимпульса относительно низкочастотного. По времени запаздывани  низкочастотного сигнала относи .тельно высокочастотного fit и с помощью тарировочной крибой ff f (At)- оп редел етс  концентраци  свободного газа в жидкости 2. Недостатками данного устройства  вл ютс  сложность и длительность за меров . Наиболее близким к изобретению пр технической сущности  вл етс  устрой ство дл  измерени  физических параме ров взвеси, содержащее генератор, дв пьезоэлектрических преобразовател , один из которых соединен с генерато ром, а второй подключен ко входу бло ка выделени  и измерени  допплеровской частоты, один выход которого через интегратор соединен с первым вхо дом делительного устройства, второй вход которого через накопитель импуль сов подключен к пороговому устройству , которое через амплитудныйдетектор соединено со вторым выходом блока ВБщелени  и измерени  допплеровской частоты. При работе устройства на одном из выходов блока вьщелени  и измерени  допплеровской частоты формируетс  сигнал, уровень которого пропорционален мгновенной скорости потока . Этот сигнал подаетс  на интегратор , и с выхода интегратора снимаетс  сигнал, пропорциональный объему среды, прошедший через область измерени  за определенное врем  интегрировани . На втором выходе блока выделени  и измерени  допплеровской частоты формируетс  сигнал, амплитуда которого пропорциональна силе рассе ни  ультразвука в исследуемой . При наличии в ней дискретных рассеивателей (взвеси) этот сигнал носит импульсный характер, и после амплитуд ного детектировани  импульсы подаютс  на схему счета. В результате на длительном устройстве вырабатываетс  сиг нал, пропорциональный концентрации взвеси в жидкости 3.i Однако указанное устройство не поз вол ет измер ть концентрацию газа в жидкости. Цель изобретени  - расширение области применени  устройства путем обе спечени  возможности определени  концентрации пу зырьков газа в жидкости. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  определени  кон центрации частиц, содержащее генератор , два пьезоэлектрических преобразовател , один из которых соединен с генератором, а второй подключен ко входу блока выделени  и измерени  доп плеровской частоты, выход которого через интегратор соединен с первьм входом делительного устройства, второй вход которого через накопитель импульсов подключен к выходу порогового устройства, дополнительно введе на дифференцирукша  цепочка, вход ко торой соединен с выходом блока вьоделени  и измерени  допплеровской частоты , а выход подключен ко входу порогового устройства. Пузырьки свободного газа занимают во взвеси особое место вследствие того, что их акустические параметры существенно отлива- ютс  от параметров воды, поэтому наблюдаетс  эффект увлечени  их акустическим излучением, в результате чего скорость пузырьков газа в жидкости резко измен етс , и в сигнале, пропорциональном скорости потока по вл ютс  импульсоподобные перепады уровн , которые выдел ютс  дифференцирую (щей цепочкой и далее подаютс  на схему счета. На представлена блок-схема устройства дл  измерени  физических параметров взвеси. Схема содержит генератор 1, к которому подключен излучающий пьезоэлектрический преобразователь 2, приемный пьезоэлектрический преобразователь 3, соединенный с блоком 4 выделени  и измерени  допплеровской частоты, на ВЫХОД которого параллельно подключены интегратор 5 и дифференцирующа  цепочка 6i Последовательно с дифференцирующей цепочкой ,6 включены пороговое устройство 7, накопитель импульсов 8, делительное устройство 9. Устройство работает следующим образом . Электрический сигнал фиксированной частоты с генератора 1 поступает на пьезоэлектрический преобразователь 2 и в виде ультразвуковых колебаний излучаетс  в исследуемую среду. Часть энергии, рассе нной в жидкости на посторонних включени х в области 10 измерени  и выделенной пересечением диаграмм направленности излучающего и приемного пьезоэлектрических преобразователей 2 и 3, в последнем преобразуетс  в электрический сигнал, имеючий частоту, отличающуюс  от частоты излучени  на величину допплеровского сигнала. Этот сигнал в блоке 4 усиливаетс , преобразуетс  в сигнал допплеровской частоты и детек тируетс . В результате на выходе блока 4 формируетс  аналоговый сигнал, пропорциональный мгновенной скорости движени  пузырьков жидкости. Этот -сигнал подаетс  на интегратор 5, выходной сигнал которого пропорционален объему среды, прошедшей через область 10 измерени  за установленное врем  интегрировани . Пузырьки газа, которые обладают высокой эффективностью рассе ни , попада  в область 10 измерени , под воздействием ультразвукового излучени  приобретают ускорение и измен ют свою скорость. В выходном сигнале бло .ка 4 по вл ютс  импульсы, которые выдел ютс  дифференцирующей цепочкой б и через пороговое устройство 7 подаютс   .на накопитель 8. На выходе последнего формируетс  сигнал, пропорциональный числу импульсов, имеющих амплитуду выше установленного порога срабатывани  накопленных за тот же интервал времени Т. С выхода интегратора 5 и накопител  импульсов 8 сигналы подаютс  на соответствующие входы делительного устройста 9, который вырабатывает сигнал, пропорциональный их отношению. Так как линейные размеры области 10 измерени  выбирают заведомо меньше среднего рассто ни  между пузырьками газа в среде, то число импульсов, накопленных в накопителе 8, равно числу пузырьков газа, попавших в объем 10 измерени . Следовательно , сигнал на выходе делительноЕ устройства 9 пропорционален коннтрации пузырьков газа в исследуе и среде.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР 233273, кл. G 01 N 29/02, 1968,

2.Авторское свидетельство СССР 575559, кл. G 01 N 29/02, 1977.

3.Авторское свидетельство СССР

5 по за вке 2843474/18-25,

кл. G 01 N 15/06, 23.11.79 (прототип),