Устройство для определения концентрации частиц в жидкости

(61) Дополнительное к авт. сайд-ву(22) Заявлено 121280 (21) 3233390/18-25 Союз СеветскикСоциалистическихРесвублик ое 989389 у 1 М. Кл.э 6 01 И 15/Обд .6 01 И 29/02 с присоединением заявкиМо Государствепнмй коиптет СССР по деааи изобретеннй п открмтпй.., тй-научного центра АН СССР(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИЧАСТИЦ В ЖИДКОСТИ Изобретение относится к конвройь" но-измерительной технике и может быть использовано для контроля жидкости, в частности для определения концентрации свободного газа в жидкости.тВИзвестно устройство для контроля жидкости, содержащее генератор злект рических колебаний, ультразвуковые излучатель и приемник с региетраторой, филнтр верхних частот, включенный последовательно между приемниксве и реги-. стратором. При наличии в жидкости нрродньк включений в виде газовых пу-зырьков ультразвуковая волна модели-. руется, на выходе фильтра верхних час" тот появляется низкочастотный сигнал, который поступает на детектор с кон-: денсатором и регистрируется измери-20 тельныа прибором 1. Недостатками данного устройстваявляются ограниченные функциональныевоэможности, посколъку устройство то-лько фиксирует наличие газовых пузырЬ"ков или посторонних частиц,причем вограниченном объеме жидкости, и неможет бить использовано для определе.ния концентрации пузырьков газа, на- З 0 припер, в океане, при движении судна с которого осуществляются замеры.Известно также устройство для ойределения концентрации свободного га-за в жидкости, содержащее погруженныЬ . в жидкость гидрофон и излучатель, два генератора низкочастотных и высокочас" тотных колебаний, два селективных усилителя, генератор синхронмпульсов, соединенный с измерителем временных интервалов и генератором низкочастотных колебаний, два счетчика и погру-. женный в жидкость дополнительный из- лучатель. В соответствии с выбранные режимом работы генератор синхровмпульсов выдает одиночные видеонмпулъсы или их последовательность. Под воз.действием этих импульсов генератор низкочастотных колебаний вырабатывает радиоимпульс, который подводится к яреобразователю, и через формирователь. прямоугольных импульсов - к счетчику. Счетчик подсчитывает число по-: ложительных полупериодов низкочастотных колебаний и выполняет роль,фиксированной задержки посылки высокочас- тотного радионмпулъса относительно низкочастотного. По времени запаздывания низкочастотного сигнала относи тельно высокочастотного д 1 и с по"мощью тарировочной кривойГ (ЬО оп" ределяется концентрация свободного газа в жидкости 21.Недостатками данного устройства являются сложность и длительность замеров.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройления и измерения допплеровской час. таты, а выход подключен ко входу порогового устройства. Пузырьки свободного газа занимают во взвеси особое место вследствие того, чтоих акустические параметры существенно отличаются от параметров воды, поэтому наблюдается эффект увлечения их.акустическим излучением, в результате чего скорость пузырьков газа в жидкости резко изменяется, и в сигнале, пропорциональном скорости потока появляются импульсоподобные перепады уровня, которые выделяются дифференцирующей цепочкой и,далее подаются на схему счета.На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения физических параметров взвеси. ство для измерения физических параметСхема содержит генератор 1, к которому подключен излучающий пьезоэлектрический преобразователь 2, приемный пьезоэлектрический преобразователь 3, соединенный с блоком 4 выделения и измерения допплеровской частоты, на выход которого параллельно подключе ны интегратор 5 и дифференцирующая цепочка б; Последовательно с диффереицирующей цепочкой .б включены пороговое устройство 7,. накопитель импуль" сов 8, делительное устройство 9.Устройство работает следующим об-разом.Электрический сигнал фиксированной частоты с генератора 1 поступает на пьезоэлектрический преобразователь 2 и в виде ультразвуковых колебаний излучается в исследуемую среду. Часть энергии, рассеянной в жидкости на посторонних включениях в области 10 измерения и выделенной пересечением диаграмм направленности излучающего и приемного пьезоэлектрических преобразователей 2 и 3, в последнем преобразуется в электрический сигнал, имеющий частоту, отличающуюся от частоты излучения на величину допплеровского сигнала. Этот сигнал в блоке 4 усиливается, преобразуется в сигнал допплеровской частоты и детектируетсяВ результате на выходе блока 4 формируется аналоговый сигнал, пропорциональный мгновенной скорости движения пузырьков жидкости. Этот .сигнал подается на интегратор 5, выходной сигнал которого пропорционален объему среды, прошедшей через область 10 измерения за установленное время интегрирования. Пузырьки газа, которые обладают высокой эффективностью рассеяния, попадая в область 10 измерения, под воздействием ультразвукового излучения приобретают ускорение и изменяют свою скорость. В выходном сигнале блока 4 появляются импульсы, которые выделяются дифференцирующей цепочкой б и через пороговое устройство 7 подаютПоставленная цель достигается тем, что в устройство для определения кон" центрации частиц, содержащее генератор, два пьезоэлектрических преобразователя, один из которых соединен с генератором, а второй подключен ко 55 входу блока выделения и измерения допплеровской частоты, выход которогочерез интегратор соединен с первымвходом делительного устройства, второй вход которого через накопительимпульсов подключен к выходу порогового устройства, дополнительно введена дифференцирукшая цепочка, вход которой соединен с выходом блока выдеров взвеси, содержащее генератор, двапьезоэлектрических преобразователя,один иэ которых соединен с генерато ром, а второй подключен ко входу блока выделения и измерения допплеровской частоты, один выход которого че-рез интегратор соединен с первым входом делительного убтройства, второйвход которого через накопитель импульсов подключен к пороговому устройству, которое через амплитудныйдетек-тор соединеносо вторым выходом блока 2 Овыделения и измерения допцлеровскойчастоты. При работе устрОйства на одном из выходов блока выделения и измерения допплеровской частоты формируется сигнал, уровень которого пропорционален мгновенной скорости потока. Этот сигнал подается на интегратор, и с выхода интегратора снимается сигнал, пропорциональный объемусреды, прошедший через область изме-, Зр рения за определенное время интегрирования. На втором выходе блока вьШеления и измерения допплеровской частоты формируется сигнал, амплитудакоторого пропорциональна силе рассеяния ультразвука в исследуемой среде.При наличии в ней дискретных рассеивателей (взвеси) этот сигнал носитимпульсный характер, и после амплитудного детектирования импульсы подаютсяна схему счета. В результате на длительном устройстве вырабатывается сигнал, пропорциональный концентрациивзвеси в жидкости 3).Однако указанное устройство не позволяет измерять концентрацию газа в 45 жидкости.Цель изобретения - расширение области применения устройства путем обеспечения возможности определения концентрации пузырьков газа в жидкости. 50989389 формула изобретения Составитель В. АлексеевТехред М. Гергель Корректор Г. Решетннк Редактор Т. Веселова Заказ 11113/60 Тираж 87.1 Подпис ное ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ся .на накопитель 8. На выходе последнего Формируется сигнал, пропорциональный числу импульсов, имеющих амплитуду выше установленного порога срабатывания и накопленных за тот же интервал времени Т. С выхода интеграто ра 5 и накопителя импульсов 8 сигналы подаются на соответствующие входы делительного устройста 9, который вырабатывает сигнал, пропорциональный их отношению. Так как линейные разме ры области 10 измерения выбирают за ведомо меньше среднего расстояния между пузырьками газа в среде, то число импульсов, накопленных в накопителе 8, равно числу пузырьков газа, по павших в объем 10 измерения. Следовательно, сигнал на выходе делительноо устройства 9 пропорционален коннтрации пузырьков газа в исследуеой среде. 20. Устройство для определения концен,трации частиц в жидкости, содержащеегенератор, два пьезоэлектрических преобразователя, один из которых соединен с генератором, а другой подключен ко вхоцу блока жщеления и измерения допплеровской частоты, выходкоторого через интегратор соединен спервьи входом делительного устройст-ва, второй вход которого через нако"питель импульсов подключен к выходупорогового устройства, о т л и ч а ющ .ее с я тем, что, с целью расширения области прюченения устройства путем обеспечения возможности определения концентрации пузырьков газа в жидкости, в него введена дифференцирую-щая цепочка, вход которой соединен свыходом блока выделения и измерениядопплеровской частоты, авыход подключен ко входу порогового устройства. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССРР 233273, кл. 6 01 Н 29/02, 1968,2. Авторское свидетельство СССР,В 575559, кл. О 01 Н 29/02, 1977,3. Авторское свидетельство СССР