Акустическое устройство для определения содержания газа в газожидкостных средах

СОЮЗ СОВ Е 1 СКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9)) й 29/ 5)5 Е ИЗОБРЕТЕН ОПИС 9,ТВО ДЛГАЗА В ГА о для ди ределени ьх среда точности способн злучателе ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИГРИ ГКНТ СССР В ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(56) Авторское свидетельство СССМ 1620931, кл, 6 01 К 29/02, 198(54) АКУСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯЗОЖИДКОСТНЫХ СРЕДАХ(57) Изобретение предназначентанционного бесконтактного опсодержания газа в газожидкостнЦель изобретения - повышениепространст вен н ой раз реша,ощейсти за счет устранения влияния и и приемника на среду. В устроистве, содержащем генератор 1 видеоимпульсов, схему 2 задержки, кварцевый генератор 3, модулятор 4, усилитель 5 мощности, кварцевый генератор 7, модулятор 8, усилитель 9 мощности, селективный усилитель 12, модулятор 13, регистратор 14, схему 15 задержки, формирователь 16 прямоугольных импульсов, кварцевый генератор 17, модулятор 18, усилитель 19 мощности, формирователи 21 и 22 прямоугольных импульсов, Фокусирующие излучатели 6, 10, 20 выполнены в виде концентрических колец с общим фокусом и расположены в одной плоскости, а приемник 11 - в их центре. 1 ил.Изобретение относится к контрольноизмерительным устройствам и предназначено для определения содержания газа в газожидкостных средах с высокой точностью и пространственной разрешающей способностью.Цель изобретения - повышение точности пространственной разрешаюцей способности за счет устранения влияния излучателей и приемника на исследуемуо среду,На чертеке представлена стсуктурнаясхема устройства,Акустическое устройство для определения содержания газа в газожлдкос Гных средах содеркит генератор видеоимульсов 1, выход которого соединен с входом первой схемы задержки 2, выход ее соединен с входом первого формирователя прямоугольных импульсов 3. Выход первого кварцевого генератора 4 соединен с первым входом первого модулятора 5, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя прямоугольных импульсов 3, а выход которого соединен с входом первого усилителя мощности б. выход его соединен с входом первого фокусирующего изпучателя 7. Выход второго кварцевого генератора 8 соединен с первым входом второго модулятора 9, второй вход которого соединен с0выходом первого форлирователя прямоУГольных импульсов 3, д выход котороГО соединен .с входом второго усилителя мощности 10, выход его соединен с входом второго фокусирующего излучателя 11. Вь- ход третьего кварцевого генератора 12 соединен с первым входом третьего модулятора 13, выход которого соединен с входом третьего усилителя мощности 14, выход его соединен с входом третьего фокусирующего преобразователя 15. Вход второго формирователя прямоугольных импульсов 16 соединен с выходом генератора видеоимпульсов 1, а выход его соединен с вторым входом третьего модулятора 13.Выход приемного преобразователя 17, находящегося в центре трех фокусирующих излучателей, выполненных в виде концентрических пьезоэлектрических колец с общим фокусом, соединен с входом селективного усилителя 18, его выход соединен с первым входом четвертого модулятора 19, выход которого соедлнен с входом регистратора 20. Вход второй схемы задержки 21 соединен с выходом генератора видеоимпульсов 1, а выход ее соединен с входом третьего формирователя прямоугольных импульсов 22, выход которого соединен с вторым входом четвертого модулятооа 19. Устройство работает следующим образом.Генератор видеоимг:ульсов 1 формирует синхроимпульсы, задними фронтами ко торых запускается первая схема задержки2, на выходе которой формируются видео- импульсы с необходимой длительностью Гл и заднм фРонтами котоРЫХ загУскается первый формирователь прямоуголь ных импульсов 3. на выходе которогоформируются видеоимпульсы длительностью т; которые из непрерывных гармонических, колебаний с частотами 11 и Г 2, генерируемых первьм 4 и вторым 8 кварце выми генераторами, с помошью первого 5 ивторого 9 модулятооов формируют излучаемые зондирующие радиоимпульсы, которые усиливаотся гервым б и зторым 10 усилителями мощности и излучаотся в исследуемую 20 газожидкостную среду первым 7 и вторым11 фокусирующими излучателями. Эти излучатели выполнены в виде концентрических колец, расположены в одной плоскости и разнесены в пространстве, так как между 25 нлми располагается третий фокусирующийизлучатель 15, выполненнь й также в виде пьезоэлектрического кольца с общим с первым 7 и вторым 11 излу ателями фокусом, так, чтобы исключалось нелинейное взаимо действие между излучаемыми ими волнамис частотами 11 и 12 и чтобы формируемый сигнал разностной частоты Г = 11 - 12 в общем фокусе излучателей 7 и 11 был обусловлен рассеянием на газовых пузырьках, 35 присутствующих в газожидкостной среде всвободном состоянии, либо оассеянием на газовых пузырьках, выделившлхся из расГворенного в жидкости газа под воздействием сфокусированной волны с частотой 1, 40 излучаемой третьим фокусирующим изгучателем 15, В начале измерений задними фронтами синхроимпупьсов запускается второй формирователь прямоугольных импульсов 16, на выходе которого формируют ся видеоимпульсы длительностью ъл, подвоздействием которых из непрерывных гармонически колебаний с частотой 1.генерируемых третьим кварцевым генератором 12. на выходе третьего модуля тора 13 образуются радиоимпульсы.котооые усиливаются третьим усилителем мощности 14 и излучаются в дегазируемую среду третьим фокусирующим излучатегем 15. Под воздействием сфокусирован ных акустических колебаний с частотойвобщем фокусе трех излучателей выделяется растворенный в исследуемой среде газ.В следу;ощий момент времени выделившиеся при дегазации г:.зовые пузырьки6 1702290 тоетьи кваоцевый генератор, модулятор, усилитель мощности и излучатель, второй формирователь прямоугольных импульсов, включенный между выходам: енератора видеоимпльсав и вторым входом третьего мо 40 тем, что, с целью повышен,:я точности и пространственной разрешающей способности за счет устранения влияния излучателей и приемника на исследуемую среду, лзлуча. ели выполнены в виде концентрических пьезоэлектрических колец с общим фокусом, в центре которых установлен приемник. Составитель Ю,КэбарухинТехред М.Моргентал Корректоо Н.Ревская Редактор М.Товтин Заказ 4540 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж; Раушская нэб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 одновременно облучаются сфокусированными акустическими волнами с частотами 11 и 12, излучаемыми фокусирующими излучателями 7 и 11, Уровень рассеянного пузырьками акусгического сигнала разностной частоты, несущий информацию о концентрации газовых пузырьков, регистрируется с помощью широкополосного приемника 17, установленного вне зоны воздействия акустических колебаний с частотами т, т 1, т 2, селективнаго усилителя 18, соединенного через четвертый модулятор 19 с входом регистратора 20. Для уменьшенля уровня шумов принимаемые сигналы стробируются во времени. Для этого задними фронтами синхроимпульсав запускается вторая схема задержки 21, на выходе которой формируются виДеосигналы длительностью тдс,р, задними фронтами которых запускается третий формирователь прямоугольных импульсов 22, на выходе которого формируются видео им пульс ы длит ел ьн остью тстр, управляющие работой четвертого стробирующего модулятора 19. который пропускает на вход регистратора 20 только сигналы разностной частоты, уровни которых несут информацию о концентрации растворенного газа в исследуемой среде, По регистрируемому уровню принимаемых сигналов с помощью тариравочной кривой определяется концентрзция растворенного газа в жидкасгл,Использование изобретения па сравнению с прототипом обеспечивает преимущества, заключающиеся в повышении точности и пространственной разрешающей способности определения содеркания газа в исследуемых газажидкостных средах, что позволит, например, уточнить методики определения кэвитационных качеств гидро- машин. Кроме того, изобретение обеспечивает измерение абсолютной величи,ы параметра нелинейности исследуемой среды (без использования дегазации), так как рассеянный озвучиваемай точечной областью сигь ал разностной частоты обусловлен толька акустической нелинейностью среды, поскальу нелинейное взаимодействие излучаемых волн и образование и результате этога волны разностной частоты 5 10 15 20 25 30 вне азвуЧеннай точечной области, находящейся в обшем фокусе излучателей, исключается за счет разнесения в пространстве излучаемых акустических сигналов, Это обстоятельство позволяет использовать предлагаемое устройство, например, для диагностики объектов по их акустической нелинейности, например, в медицине, где па известной акустической нелинейности пораженных биологических тканей возможна диагностика с высокой точностью и разрешающей способностью злокачсственных образований и т,п,Формула изобретения Акустическое устройство для определения содержания газа в газожидкостных средах, содержащее последовательно соединенные генератор видеоимпульсов, первую схему задержки и первый формирователь прямоугольных импульсов, последовательно соединенные первые кварцевый генератор, модулятор, второй вход которого подключен к выходу первого формирователя прямоугольных импульсов, усилитель мощности и излучатель, последовательно соединенные вторые кварцевый генератор, модулятор, второй вход которого подключен к выходу первого формирователя прямоугольных импульсов, усилитель мощности и излучатель, последовательно соединенные дулятара, последовательно соединанные приемник, селективный усилитель, четвертый модулятор и регистратор и последовательно соединечные чторую схему задержки, вход которой подключен к выходу генератора видеоимпульсов, и третий формирователь прямоугольных импульсов, вы- . ход которого связан с вторым входам четвеатога модулятора, о т л и ч а,а щ е е " я