Способ обнаружения пузырьков газа в жидкости

"те-Трнре,0,блиоте,. ал 1-. 4,ОП ИСАНИИЗОБРЕТЕНИЯХ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск маСоцмалмстмческмкРеспублмк 11725 О 14(51)М. Кл. 0 О 1 3 Ч 29/02 с присоединением заявкиЪсударстаанный комитет СССР. по данам нзобре 1 аннй и открытнй(72) Авторы изобретения Ю. А. Кобелев, Д. А, Селивановский н А. Ю, Соколов Институт прикладной физики АН СССР(54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПУЗЫРЬКОВ ГАЗА В ЖИДКОСТИ Изобретение относится к измерительнойтехнике и может быть использовано в технике кавитационных качеств гидромашин, приизмерении концентрации газовых пузырьковв море и в иных задачах прикладной гидроди.намик и.Известен способ обнаружения газовых пузырьков в жидкости, основанный на зависимости,скорости распространения акустической волны от концентрации пузырьков, в соответствии10с которым через слой жидкости навстречу другдругу одновременно пропускают две акустические волны разных частот (низкочастотную ивысокочастотную), измеряют время запаздьтва.ния низкочастотного сигнала относительно высо 15кочастотного сигнала и по измеренному времени определяют концентрацию пузырьков 11.Недостаток этого способа - низкая точность,обусловленная тем, что скорость звука в жидкости. зависит не только от концентрации газав ней, но и от усредненного радиуса пузырь.ков, который априори неизвестен,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ обнаружения пузырьков газа в жидкости, включающий обу.чение исследуемой жидкости акустическим полем и измерение уровня рассеянного жидкостьюсигнала, причем облученйе производят акустическим полем одной частоты и на этой же час.тате измеряют уровень рассеянного сигнала, покоторому определяют концентрацию пузырьков (21,Недостаток этого способа - низкая достоверность обнаружения пузырьков фиксированного радиуса, обусловленная тем, что на измеряемый параметр влияет наличие пузырьковразличного радиуса и наличие в жидкости рассеивателей другой природы.Целью изобретения является повышениедостоверности обнаружения пузырьков фикси.рованного радиуса,Поставленная цель достигается за счет того,что в способе обнаружения пузырьков газав жидкости, включающем облучение исследу.емой жидкости акустическим полем и измерение уровня рассеянного жидкостью сигнала,исследуемую жидкость облучают одновременнаакустическим полем двух различных частот н725014 3измеряют уровень расссянного жидкостью сиг.нала на разностной частоте этих колебаний.На чертеже изображена блок-схема устрой.ства, реализующего предлагаемый способ в им.пульсном режиме.гУстройство содержит генератор 1 видеоимпульсов и два кварцевых генератора 2 и 3,вырабатывающих напряжения частот т, и 1,соответственно. Генераторы 1 и 2 подключенык модулятору 4, выход которого через усилитель 5 мощностисоединен с излучателем 6. Генератор 1 подключен также к модулятору 7, вто.рой вход которого соединен с генератором 3.Выход модулятора 7 через усилитель 8 мощности соединен с излучателем 9.Излучатели б и 9 погружены в жидкостьи расположены под угломтак, что образует.ся зона 10, в которой на жидкость воздействуют колебания как частоты 1 так и частоты1, Для обеспечения наибольшей точности обнаружения угол сг должен быть близок к 90.Размеры излучателей 6 и 9, определяюшие раз.меры зоны 10, выбираются в зависимости отрешаемой задачи. Для обнаружения единичныхпузырьков размеры излучателей 6 и 9 не долж.ны превышать расстояние между пузырькамис одинаковой резонансной частотой,Для того, чтобы уменьшить влияние местоположения пузырька в зоне 10 на регистрируемый уровень рассеянного излучения, приемник11 установлен вне зоны 10 на расстоянии, превышающем размеры зоны 10, Приемник 11 через селективный усилитель 12, настроенный начастоту (1, - 1,), и унравляющий ключ 13 подключен к регистратору 14. Управляюший входключа 13 через блок 15 задержки подключенк генератору 1 вндеоимпульсов, Ключ 13 предназначен для уменьшения уровня шума при ре.гистрации сигнала, несушего информацию оналичии в жидкости пузырьков газа определенного радиуса. Регистратор 14 содержит, например, детектор 16, интегратор 17 и самописец 18Способ реализуется следующим образом.С помощью генераторов 1 - 3 и модуляторов4 и 7 формируют колебания частот , и 1которые после усиления в усилителях 5 и 8одновременно излучают посредством излучателей б и 9 в жидкость. Уровень рассеянногов жидкости излучения регистрируют на частоте (1, - Ф,) одновременно с воздействием нажидкость колебаний частот Г, и Х,. В устрой.стве регистрация на частоте (т, -1, ) обеспечивается селективным усилителем 2, которыйс помошью ключа 13, управляемого генератором 1, подключается к регистратору 14 навремя воздействия на жидкость акустическихколебаний частот 1, и 1, с учетом времени запаздывания на формирование колебаний в трак 1 Формула изобретенияте, включаюгцем генераторы 2 и 3, модуляго.ры 4 и 7 и усилители 5 и 8.Пузырек газа в жидкости является нелинейным рассеивателем, а резонансная частотапузырька однозначно связана с его ради.усом, При воздействии на пузырек акустичес.кнм излучением частот 1, и 1, ) Ф, из.заего нелинейности формируется излучение на раэностной частоте (т, - г,), амплитуда которогоО определяется близостью разностной частоты ки однозначно связана с радиусом пузырька,При (1, - Х,) = 1, уровень рассеянного пузырьком излучения максимален,В силу того, что пузырек газа в жидкостииэ-за большей сжимаемости обладает большимкоэффициентом нелинейности нежели рассеиватели другой природы, регистрируемый на разностной частоте уровень рассеянного излучеиняобуславливается наличием в жидкости пузырьков с резонансной частотой 1 соответствуюшей некоторому фиксированному радиусупузырька.Для одновременной регистрации пузырьковразличных радиусов можно осуществлять перестройку частоты излучения нли дополнительновоздействовать на жидкость излучением, частоты которого не равны Ф, и 1Таким образом, предложенный способ поз.воляет обнаружить в жидкости пузырьки газафиксированного радиуса, в то время. как известными способами регистрация ведется Усреднен.но по большому количеству пузырьков. Придостаточно малых размерах излуча 1 елей появля.ется возможность регистрировать единичныепузырьки. Способ обнаружения пузырьков газа в жидкости, включающий облучение исследуемой жидкости акустическим полем и измерение уровня рассеянного жидкостью сигнала, по ко.торому устанавливают наличие пузырьков, о т личающийся тем,что,сцельюповы.шения достоверности обнаружения пузырьков фиксированного радиуса, исследуемую жидкость облучают одновременно акустическими колебаниями двух различных частот и измеряют уро.вень рассеянного жидкостью сигнала на раэностной частоте эгих колебаний. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 55 1. Авторское свидетельство СССР Ч 575559,кл. 6 01 М 29/02, 1977. 2. 3 оцгпа ОеорЬуыса Веьеагсп, ч, 75, 1970,У 3, р. 603-604 (прототип).725014 Составитель Е. Литвинов Техред И.Асталош Корректор Ю, Макарен 1 ыжов 1 ак то Заказ 8" 1.11 Тираж 1019 1111 ИИПИ Государственно по делам изобретений 113015, Москва, Ж, РПодписноСССР го комитета и открытий аушская наб Рл;нц. 111111 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,