Устройство для измерения концентрации газовой фазы в двухфазных средах

Сеюз Советских Сецрелнсткческпх РаспубпнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 657332 6 Р 7фд,;,",Гоеудар ио дел иеииый кССРизобретоткрытий омитет блнковано 15. летень Лата опубликования описания 15 Р 4.79.Н, Бутенк арьковский авиационный инстит т 54 ТРОЯСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦАЗОВОЯ ФАЗЫ В ДВУХФАЗНЫХ СРЕДАХ ератор синс ультраерителем временных интехроимпульсов,звуковым генервременных интеб Однако этоно точно и тревремени для изЦелью иэобршение точностиО измерения,а- ри валов и геоединенный тором и иэ валов. стройствоует большиерений.тения являи сокращен ся к ультет найтионцентрацинспортиру достаточэатрат для измередкости 1), ктромагнитую совокуплиний, стеной. Электроной линией проволоки очником наебя генерабаний.тройствакция датчивки егоне всегда ымщ окатся пов е,време я тому, о введерователь рмиро- счетпричем ий через е полоь и дифКроме тоения в потести к искния.ехническойвляется усполый цилий датчик ультизмеритель од -е- й 25 ески стор Изобретение относитзвуковой технике и можменение для контроля кгазов в жидкостях, трапо трубопроводам.Известны устройствания сплошности потока жипредставляющие собой эленую систему, образованнностью отрезков длинныххами трубопровода и средмагнитная система с длиниэ тонкой металлическойвозбуждается внешним испряжения, включающим втор высокочастотных колдНедостатками этого уявляется сложная констрка, необходимость устанвнутри трубопровода, чтпредставляется возможнго, датчик вносит возмужидкости, что может прижению результатов измерНаиболее близким посущности к изобретениюройство 2), содержащеецрический пьеэоэлектричподключенный через резиразвукбвому генератору,Цель достигается благодар что в предлагаемое устройств ны полосовой усилитель-форми 1 дифференцирующая цепочка, фо ватель блокирующего импульса чик и схема антисовпадений,один вход схемы антисовпаден последовательно расположенны Ж совой усилитель-формировател ференцирующую цепочку соединен с пьезоэлектрическим датчиком, а вых со счетчиком и одним из входов из рителя временных интервалов, друг вход которого соединен с выходом счетчика, а генератор синхроимпул сов соединен сс счетчиком и чере формирователь блокирующего импуль са - со вторым входом схемы антис 30 падений.На фиг. 1 приведена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг. 2осциллограммы напряжений в различныхточках схемы устройства.Принцип работы устройства основанна использовании зависимости частотысвободных затухающих колебаний пьезоэлектрического датчика от концентрации газовой фазы среды, заполняющейвнутреннюю полость датчика.Устройство состоит из пьезоэлектрического датчика 1, подключенного через резистор 2 к ультразвуковому генератору 3. Датчик 1 подключен такжеко входу полосового усилителя-форми"рователя 4, выход которого через дифФеренцирующую цепочку 5 и схему анти-(5совпадений б соединен со счетчиком 7и одним из входов измерителя 8 временных интервалов, другой вход которого соединен с выходом счетчика.Генератор 9 синхроимпульсов соединенс ультразвуковым генератором, измерителем временных интервалов, счетчиком, а также через формирователь10 блокирующего импульса с одним извходов схемы антисовпадений и предназначен для синхронизации их работыво времениВ соответствии с выбранным режимомработы (ручной или автоматический)генератор 9 синхроимпульсов выдаетодиночные видеоимпульсы прямоугольной фформы (см эпюру 1. Фиг, 2), под воз-.действием которых ультразвуковой генератор 3 вырабатывает радиоимпульс счастотой заполнения, близкой к резонансной частоте датчика 1 (см. эпюру 352 Фиг.2) .Через резистор 2 радиоимпульс возбуждает пьезоэлектрический датчик 1и после окончания радиоимпульса вдатчике устанавливаются затухающие 40механические свободные колебания,частота которых определяется конструкцией датчика и свойствами среды, заполняющей внутреннюю полость датчика.Благодаря прямому пьезоэлектрическому эффекту в процессе колебаний наобкладках датчика возникают электри"ческие колебания (см. эпюру 3 фиг. 2),которые полосовым усилителем-формирователем 4 усиливаются и преобразуются в прямоугольные колебания (см.эпюру 4 Фиг.2), Полосовой усилитель-формирователь 4 настраивается начастоту, близкую к частоте свободныхколебаний датчика, заполненного жидкой Фазой, что позволяет избавиться ббот всяких паразитных колебаний датчика, возникающих в результате переходных процессов при возбуждении датчика,, СФормированные прямоугольные колебания дифФеренцируются дифференцирующей цепочкой 5 (см, эпюру 5фиг. 2) и подаются на один из входовсхемы антисовпадений б, которая управляется формирователем 10 блокирующего импульса. Формирователь запускается импульсом от генератора 9 синхроимпульсов и вырабатывает прямоугольный видео- импульс (см. эпюру б фиг. 2), которым схема антисовпадений б закрывается на время подачи возбуждающего .радиоимпульса и переходных процессов,Длительность видеоимпульса выбирают исходя из длительности возбуждающего датчика 1 радиоимпульса и времени переходных процессов установления свободных затухающих колебаний в датчике.Прошедшие через схему антисовпадений б продифференцированные импульсы (см. эпюру 7 Фиг. 2) используются для измерения периода свободных колебаний датчика.Первый продифференцированный импульс, прошедший через схему анти- совпадений б, запускает цифровой или осциллографический измеритель 8 временных интервалов, который измеряет временной интервал, соответствующий п-периодам свободных колебаний датчика. Импульс, соответствующий и-периодам свободных колебаний, формируется счетчиком 7, емкость (разрядность) которого выбирается таким образом, что при поступлении на его вход и+1 импульса счетчик выдает импульс (см. эпюру 8 фиг. 2), который поступает на второй вход измерителя временных интервалов 8.Устредненное значение периода свободных колебаний получается путем деления измеренного временного интервала 1на число измеренных периодов и.Благодаря тому, что в режиме свободных колебаний датчик колеблет,ся с постоянной частотой (периодом), а сами колебания затухают сравнительно быстро, точность измерения предлагаемым устройством существенно повышается при одновременном значительном сокращении (до 5-6 раз) времени измерения.Формула изобретенияУстройство для измерения концентрации газовой фазы в двухфазных средах,.содержащее полый цилиндрический пьезоэлектрический датчик, подключенный через резистор к ультразвуковому генератору, измеритель временных интервалов и генератор синхроимпульсов, соединенный с ультразвуковым генератором и измерителем временных интервалов, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерения, в него введены йолосовой усилитель-формирователь, дифференцирующая цепочка, формирователь блокирующего импульса, счетчик и схема анти- совпадений, причем один вход схемы антисовпадений через последователь657332 Р -Соста Техре ироговКорре ль Пет то О Била актор И. Шубин акаэ 1783/42 Тираж ЦНИИПИ Гвсуда по делам из 113035 Москва089 ственног бретений -35 ,Райш ное ССС Подпи комитет и открыт ская наб П Патент, г, ужгород, ул. Проектная, 4 лиа но соединенные полосовой усилительформирователь и дифференцирующую цепочку соединен с пьезоэлектрическимдатчиком, а выход - со счетчикоми одним иэ входов измерителя временных интервалов, другой вход которого соединен с выходом счетчика, а генератор синхроимпульсов соединен сосчетчиком и через формирователь блокирующего импульса - со вторым входом схемы антисовпадений.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 440585, кл. 6 01 Н 21/12, 1973, 5 2. Авторское свидетельство по заявке М 239)149/10, кл. С 01 Н 29/00,01.08.1976.