Устройство для измерения концентрации и скорости движения дискретной фазы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСГ 1 ЬБЛИН 1 Н 27 0 З(5 И 01 Р госьддрственный номитет ссср ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИС ЗОБРЕТЕНИЯ / ЕЛЬСТВУ красов ный ун(56) 1.0 реп С.допев, дг.Эе 1 Ьауе. Тгапв 1 еп 1 апйвеавцгещепг. 1 есЬп 1 диевЙ 1 оч:а сг 111 са 1 геч 1 ею, -Мц 1 Ф.1 рЬаве Г 1 ож, 1976, ч95.2.Ю.АЬцаЕ.Т,Р.Ре 1 егаЬ2 йпвег апй О.С. допев, Нуепсу ргоЬе аког ЬиЬЬ 1 ече 1 ос 1 у веавцгевеп.-йе50 (10).ос. 1979, р.р.12(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯКОНЦЕНТРАЦИИ И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯДИСКРЕТНОЙ ФАЗЫ двухфазного потока,содержащее параллельно расположенные два электрода, два экрана, высокочастотный генератор, измерительнуюсхему, причем один электрод соединенс высокочастотным генератором, а другой - с измерительной схемой, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений,электроды заключены в экраны полностью, при этом в стенках экранов, взоне между электродами, выполненысоосно расположенные отверстия, аэкраны соединены с генератором и измерительной схемой.Изобретение относится к области исследования физических свойств материалов и может использоваться для измерения концентрации и скорости движения дискретной фазы в системах типа жидкость - жидкость и жидкость - 5 газ.Известны оптические датчики, состоящие из системы световодав и чувствительного элемента, изготовленного иэ прозрачного материала. Локальная концентрация определяется по измерению светового потока в момент прохождения дискретной Фазы, а скорость - по времени изменения светового потока в момент пересечения чувствительной зоны 13.Однако оптические датчики, основанные на принципе изменения коэффициента преломления на границе раздела, имеют большую погрешность при изменении концентрации, так как ре гистрируют отраженный луч от проходящих вблизи включений дискретной Фазы.Наиболее близким к изобретению является устройство г-й ргоЬе, 25 для измерения концентрации и скорости движения дискретной фазы, содержащее параллельно расположенные н экранах дна электрода, один из которых подключен к высокочастотному .ге-. 30 нератору, а другой в . к измерительной схеме.Локальная концентрация определяе;",. ся по изменению диэлектрической проницаемости но время пребывания дис Кретной фазы в зоне между электродами, а скорость - Yо времени пересечения этой зоны Г 23Однако устройство г-Г рхоЬе имеет низкую точность как при изме рении локальной концентрации, так и при измерении скорости движения дискретной Фазы.Цель изобретения - повышение точности измерения концентрации и ско рости движения дискретной фазы. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения концентрации и скорости движения дис скретной фазы двухфазного потока, содержащем параллельно расположенные два электрода, два экрана, высокочастотный генератор, измерительную схему , причем один электрод соединен с высокочастотным генератором, а другой - с измерительной схемой, электроды заключены в экраны полностью, при этом в стенках экранов, в зоне между электродами, выполнены соосно расположенные отверстия, а 60 экраны соединены с генератором и измерительной схемой.На фиг, 1 представлена конструкция предлагаемого устройства; на Фиг. 2 - схема включения устройства, 65 Устройство состоит из электродов1 и 2, закрытых экранами 3 и 4,Электрическое замыкание между электродами 1 и 2 и экранами 3 и 4 предотвращает слой диэлектрика 5. Дляобеспечения жесткости конструкцииэкраны вмонтированы в трубку б большего диаметра и залиты герметиком 7,Высокочастотный генератор В подключен к электроду 1 и экранам 3 и 4,Измерительный дифференциальный усилитель 9 - к электроду 2 и экранам3 и 4.В зависимости от конкретных задач число соосно расположенных отверстий может быть увеличено. Вчастности две пары отверстий позволяют получать информацию об ориентации устройства относительно потока,Расстояние отверстий от крайних точек экранов 3 и 4 может быть изменено вплоть до размещения электродов 1и 2 внутри клиньев, образованных экранами 3 и 4.Устройство работает следующим образом,В однородном потоке высокочастотный ток от электрода 1 замыкается наэкраны 3 и 4 и приемный электрод 2.Рассмотрим отношение тока в цепиэлектрода 2 к току в цепи экранов3 и 4, Пусть к остриям экранов 3 и 4приближается дискретная фаза, имеющаядиэлектрическую проницаемость меньшую,например, чем основного потока, тогдаток в цепи экранов 3 и 4 уменьшается,а ток в цепи электрода 2 увеличивается в силу постоянства тока генератора, Чем быстрее увеличивается ток вцепи электрода 2 и уменьшается в цепи экранов 3 и 4 тем быстрее приближается дискретная Фаза, т,е, нет необходимости в контакте дискретнойФазы с экранами 3 и 4 - скорость измеряется на расстоянии от устройства.Относительное увеличение тока вцепи электрода 2 происходит, когдадискретная Фаза приближается к соосно расположенным отверстиям. В некоторый момент изменение тока в цепиэлектрода 2 сравнивается с изменением така в цепи экранов 3 и 4, Экспериментально было определено, чтодиаметр этой зоны сравним с диаметром отверстий. В описании зона, вкоторой ток в электроде 2 начинаетуменьшаться, названа зоной чувствительности,Если дискретная фаза пересекает зону чувствительности, то ток в цепи электрода 2 резко уменьшается, Таким образом, более низкому значению тока в цепи электрода 2 соответствует момент прохождения дискретной Фазы через зону чунствительности, Чем она меньше, тем точнее определяется концентрация дискретной Фазы. диаметрЗаказ 7211/28 Тираж 822 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5филиал ППП фПатентф 1, г.ужгород, ул.Проектная,4 эоны чувствительности задается диаметром отверстий или удалением электродов 1 и 2 вглубь экранов 3 и 4, т.е. геометрией устройства.Если дискретная фаза проходит вблизи зоны чувствительности, но не 5 пересекает ее, то ток в цепи электрода 2 только увеличивается, т.е. при формировании сигнала для определения локальной концентрации исключается погрешность, характерная для извест ного устройства.1 Уменьшение (для данного случай) выходного напряжения происходит только в момент пересечения дискретной фазой узкой зоны чувствительности, что позволяет точно регистрировать границы дискретной фазы и формировать сигнал для определения концентрации независимо от формы включений.Использование изобретения позволяет повысить точность измерений параметров двухфазиого потока в лабора" торных и проьашленных установках.