Высокочастотный датчик сплошности потоков двухфазных сред

(51)5 0 01 й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР клювуЬ ПИ ЕТЕ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ерных иссле медов и ство ССС /22, 1984(54)(57) ВЫСОКОЧАСТ СПЛОШНОСТИ ПОТОКО СРЕД, содержащий мета дрический корпус, внутри ально размещен отрезок выполненный в виде мета ня и образующий с металл кольцевой канал, состоя участка и двух вспомога расположенных симметр Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению параметров потока двухфазных криогенных сред, транспортируемых по трубопроводам и магистралям.Целью изобретения является повышение чувствительности,На чертеже изображен высокочастотный датчик сплошности потоков двухфазных сред, разрез.Датчик сплошности потоков двухфазных сред содержит металлический цилиндрический корпус 1, металлический стержень 2, центрирующие вставки 3, переходники 4, диэлектрические втулки 5, петли 6 связи и ъемы 7, каждый ками 5 и орпусом талличе- цилиндш ности следуюмощью элекро- качаюмается дается(56) Авторское свидетелМ 1293612, кл. 6 01 1 ч 2 ОТНЫЙ ДАТЧИК В ДВУХФАЗНЫХ ллический цилинкоторого коаксилинии передачи, ллического стержическим корпусом щий из рабочего тельных участков, чно рабочему уча 5 О16828 у 6 стку, две диэлектрические втулки, расположенные на вспомогательных участках кольцевого канала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, вспомогательные участки кольцевого канала выполнены идентичными рабочемуучастку, причем геометрические размеры вспомогательного и рабочего участков выбираются из условия 100(йо-н 1) 511(йо 1 о/(Но Н 1)К Ех/Е 1) пРИП(Н 1/В 2) 1, ГДЕ Ех И Я 1 - ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРОНИЦаЕМО- сти жидкой фазы среды и материала диэлектрических втулок;о и 11 - длины рабочего и вспомогательного участков;йо, В 1 И 82 - РаДИУСЫ, ВНУтРЕННЕй ЧаСтИ металлического цилиндрического корпуса на рабочем участке, металлического стерж- ня на рабочем и вспомогательном участках соответственно. высокочастотные герметичные разВСпомогательные участки длиной 11образованы диэлектрическими втулметаллическим цилиндрическим к1, а рабочий участок длиной Ь - меским стержнем 2 и металлическимрическим корпусом 1.Высокочастотный датчик сплопотоков двухфазных сред работаетщим образомНа датчик как на резонатор с иодной из петель 6 связи подаетсямагнитное излучение от генераторщейся частоты, Выходной сигнал снс помощью второй петли 6 связи и п1682896 на вход блока индикации прибора для исследования АЧХ, на экране которого отображается резонансная кривая, Резонансная частота является функцией сплошности двухфазного потока, протекающего внутри датчика по кольцевому каналу. Стабилизация потока осуществляется на входном вспомогательном участке, причем его длина должна удовлетворять условию, 100(В.-В 1),где Во и В 1 - радиусы внутренней части корпуса 1 и стержня 2 на рабочем участке соответственно,Однако выполнение вспомогательных участков цилиндрической формы с достаточной для гидродинамической стабилизации потока длиной одновременно может ухудшить сигнальные и шумовые параметры датчика из-за того, что импеданс вспомогательных участков, помимо основной индуктивной части, имеет и малую емкостную часть, играющую роль паразитной емкости, Для уменьшения величины этой емкости необходимо увеличивать отношение радиусов коаксиала на вспомогательном участке, что обеспечивается увеличением радиуса Й или уменьшением радиуса В 2 стержня 2 на вспомогательном участке и использованием дополнительнойдиэлектрической втулки 5 для сохраненияидентичности вспомогательных и рабочегоучастков,5 Малость влияния подводящего вспомогательного участка на сигнальные о шумовые параметры датчика определяетсявыполнением условия(1/1 о) ( Е 1/ех) В иВ 1/й 1,Вокоторое при соотношении В 1/Вг, удовлетворяющем неравенству и В 1/Вг Ъ 1, принимает вид 15где е 1- диэлектрическая проницаемость материала диэлектрических втулок;ех - диэлектрическая проницаемостьжидкой фазы контролируемого двухфазного потока.8 ысокочастотный датчик, изготовленный для исследования параметров двухфазных потоков гелия, имеет следующие параметры: рабочая частота 218 МГц, добротность 500, сигнальный диапазон, опре деляемый разностью резонансных частотдатчика при заполнении его паром и жидкостью, 3,5 МГц.