Устройство для измерения концентрации компонент жидких сред

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК Ол 6 01 й 29/02 АТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО .ССС ГОСПАТЕНТ ССС И ультразву- , М"Мас. 91,НИЯ КОНКИХ СРЕД нике измед и можетя содержа- эмульсии а и подго - расшире- создания нике измед и может я содержай эмульсии а и подгоны 3 и 4 разутри соответ- зоэлементов расширесозданиявателя.ок-схема онцентраржит оппоазвуковых ещенными дрически- зоэлемендатчик (кольце - кольцеобразОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССМ 1116383, кл. 6 01 й 29/02. 198В.А,Носов. "Проектированиековой измерительной аппаратурьшиностроение", 1972, стр. 167, р(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ ЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТЖИД (57) Изобретение относится к тех рения параметров. жидких сре быть использовано для измерени ния нефти в высокообводненной на объектах промыслового сбор товки нефти. Цель изобретения ние области применения за счет Изобретение относится к тех рения параметров жидких сре быть использовано для измерени ния нефти в высокообводненно на объектах промыслового сбор товки нефти,Целью изобретения является ние области применения за сче многофункционального преобраз На чертеже представлена б устройства,Устройство при измерении ции компонент жидких сред соде зитно установленные два ультр преобразователя 1 и 2 с разм(2 1810811 многофункционального преобразователя. Устройство содержит два ультразвуковых преобразователя, включающих два коаксиально расположенных пьезоэлемента, один их которых кольцевой, образующих три пары датчиков. Пара ультразвуковых датчиков образована пьезоэлементами обоих ультразвуковых преобразователей, наружные электроды каждого преобразователя образуют пару датчиков СВЧ-колебаний, а наружные электроды обоих ультразвуковых преобразователей - пару датчиков электропроводности. Датчики через коммутатор подключены к блокам измерения скорости распространения ультразвуковых колебаний, затухания СВЧ-колебаний и электропроводности, а блок вычисления и регистрации определяет концентрацию нефти в эмульсии. 1 ил. тами. Цилиндрические электмещены в одной плоскостиствующих кольцеобразных и5 и 6. К наружным металлизированным поверхностям "а", "в", "д", "ж" пьезопреобразователей 4, 6, 3 и 5 и их внутренним металлизированным поверхностям б,г,е,э соответственно припаиваются соединительные провода. Подключая поверхности пьезопреобразователей соответствующим образом можно образовывать различные датчики;первый ультразвуковойобразный пьезоэлектрод 6ный пьезоэлектрод 5):второй ультразвуковой датчик (цилиндрический пьезозлектрод 4 - цилиндриче-. ский пьезоэлектрод 3);первый сверхвысокочастотный (СВЧ) датчик(наружные поверхности "а" и "в" цилиндрического и кольцеобразного пьезоэ-, лектродов 4 и 6);второй СВЧ датчик (наружные поверхности "д" и "ж" цилиндрического и кольце- образного пьезоэлектродов 3 и 5);первый датчик электропроводности (наружная поверхность "а" цилиндрического пьезоэлектрода 4 - наружная поверхность "д" цилиндрического пьезоэлектрода 3;второй датчик электропроводности (наружная поверхность "в" кольцеобразного пьезоэлектрода 6 - наружная поверхность "ж" кольцеобразного пьезоэлектрода 5).Для работы устройства достаточно трех датчиков: первого ультразвукового датчика, первого СВЧ датчика, первого датчика электропроводности.Датчики, через коммутатор 7, присоединены соответственно с СВЧ блоком 8, с ультразвуковым блоком (измерителем скорости ультразвуковых колебаний) 9 и кондуктометрическим блоком 10, Приборы 8 - 10 через блоки сопряжения 11 - 13 подключены к блоку 14 вычисления и регистрации (микроЭ ВМ типа "Электроника К 1-20").Устройство работает следующим образом,Включением (замыканием) тумблеров К 1, К 2 (остальные тумблеры выключены-разомкнуты) коммутатора 7 первый СВЧ датчик подсоединяется к СВЧ блоку 8, который осуществляет измерение СВЧ поглощения и подает измерительный сигнал на аналогоцифровой преобразователь 11, электрически связанный с микроЭВМ 14, В микроЭВМ сигнал, полученный с СВЧ прибора, запоминается.Затем выключаются тумблеры К 1, К 2, включаются тумблеры КЗ, К 4, К 5, К 6 (тумблеры К 7, К 8 выключены) и первый ультразвуковой датчик подсоединяется к ультразвуковому блоку 9, Через тумблеры КЗ, К 4 на поверхности "в" и "г" пьезоэлектрода 6 от генератора электромагнитных колебаний, размещенного в приборе 9, подается напряжение, приводящее пьеэоэлектрод в колебательный режим. Ультразвуковые колебания, проходящие через контролируемую среду, находящуюся между датчиками 1 и 2, фиксируются приемнымпьезоэлементом-пьезоэлектродом 5 и с егоповерхностей "д" и "е" при помощи контактов К 5, К 6 подаются на блок 9. В приборе 9 сигнал соответствующим образом обрабатывается и подается через аналого-цифровой преобразователь 12 на микроЭ В М 14. ВмикроЭВМ 14 сигнал от ультразвуковогоприбора запоминается.После этого выключаются тумблеры КЗ,К 4, К 5, Е 6 (тумблеры К 1, К 2 выключены) ивключаются тумблеры К 7, К 8, благодаря чему наружные поверхности цилиндрическихэлектродов "а" датчика 2 и поверхность "д"датчика 1, образующие датчик электро 10 проводности, подключаются к блоку 10,соединенному через аналого-цифровойпреобразователь 13 с микроЭВМ 14, гдесигнал датчика запоминается.Затем выключаются тумблеры К 7, К 8 и15 измерительный процесс можно повторять.В это время в микроЭВМ решается системауравнений видаО 1 = а 1 Н. + Ь 1 Я+ сЛО 2 = а 2 Н + Ь 2 Я + с 21 (1)20 Оз = азН + Ь 25 + сзсВ уравнении (1) обозначены: О 1, О 2, Оз -выходные сигналы измерителей поглощения СВЧ колебаний, измерителей скоростиультразвука, электропроводности, Н,ЗЛ -25 соответственно концентрация нефти и солей в эмульсии, температура; а 1, аг, аз, Ь 1,Ь 2, Ьз, с 1, с 2, сз - коэффициенты, определяемые при калибровке прибора по смесям сзаданными значениями неинформативных30 параметров.В результате решения системы уравнений (1) в микроЭВМ 14 получаются искомыезначения концентрации нефти в воде с учетом воздействия информативных парамет 35 ров.Преимущества устройства обеспечиваются за счет совмещения датчиков в одноммногофункциональном датчике,Устройство может найти применение в40 разных отраслях народного хозяйстваприконтроле параметров жидких сред, где имеет место влияние неинформативных параметров на результаты измерения.Формула изобретения45 Устройство для измерения концентрации компонент жидких сред, содержащеепервый ультразвуковой преобразователь,блок измерения скорости распространенияультразвука, блок вычисления и регистра 50 ции контролируемого параметра, преобразователь электропроводности среды и блокизмерения электропроводности. о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширенияобласти применения, оно снабжено уста 55 новленным оппозитно первому вторым ультразвуковым преобразователем, блокомизмерения затухания СВЧ-колебаний, ком-.мутатором и тремя блоками сопряжения,преобразователи выполнены из двух коаксиальных пьезоэлементов, один из которых1810811 г- -- 1 Ю ( Составитель В,БеляковТехред М.Моргентал Корректор С,Пек едакто Подписноео изобретениям и открытиям при ГКН5, Раушская наб 4/5 роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 кольцевой, образующих три пары датчиков, подключенных через коммутатор к соответствующим блокам измерения, соединенным через блоки сопряжения с блоком вычисления и регистрации, при этом пара 5 ультразвуковых датчиков образована пьезоэлементами обоих ультразвуковых преобказ 1442 ТиражВНИИПИ Государственного комитета113035, Москва, Ж разователей, пара датчиков СВЧ-колебаний образована наружными электродами каждого из ультразвуковых преобразователей, а пара датчиков электропроводности образована наружными электродами обоих ультразвуковых преобразователей,