Устройство для измерения концентрации газовой фазы в двухфазных средах

(22) Заявлено 11. 05. 81 (2 ) 3282602/25-28с присоединением заявки РЙ -Дата опубликования описания 23. 01. 83(72) Авторы изобретени А.Н. Бутенко и Е.С. Чистяко ын й ияститут": " Харьковский ордена Ленина ави им. Н.Е. Жуковског(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ В ДВУХФАЗНЫХ СРЕДАХ к техникеможет быть Изобретение относитсакустических колебанийиспользовано для контроции газов в жидкостях. концентра" По основному авт. св. к" 657332 из вестно устройство для измерения кон. центрации газовой фазы в двухфазных средах, содержащее полый цилиндрический пьезоэлектрический датчик, подключенный через резистор к ультразву- о новому генератору, измеритель временных интервалов и генератор синхроимпульсов, соединенный с ультразвуковым генератором и измерителем временных интервалов, полосовой усилитель-фор мирователь, дифференцирующую цепочку, формирователь блокирующего импульса, счетчик и схему антисовпадений, причем один из входов схемы антисовпадений через последовательно соединенные20 полосовой усилитель-формирователь и дифференцирующую цепочку соединен с пьезоэлектрическим датчиком, а выходсо счетчиком и одним из входов измерителя временных интервалов, другой вход которого соединен с выходом счетчика, а генератор сийхроимпульсов соединен со счетчиком и через формирователь блокирующего импульса " с вторым входом схемы антисовпадений).Недостатком известного устройства является. низкая точность и производительность измерений. Это связано с тем, что в датчике помимо радиальных колебаний возбуждаются параэитные колебания. Кроме того, погрешность измерений возникает из-за. процесса интерференции между возбужденными коле" .баниями.Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений.Поставленная цель достигается тем, что устройство снйбжеНо дополнитель" ной схемой,антисовпадений,ф первый вход которой соединен с выходом ульт- развукового генератора, второй вход "3 99128с выходом генератора синхроимпульсов,а выход " с входом ультразвуковогогенератора, и детектором, включенныммежду ультразвуковым генератором идифференцирующей цепочкой,5На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - временныеэпюрЬ 1, поясняющие работу устройства.Устройство для измерения концентрации газовой фазы в двухфазных сре Одах содержит последовательно соединенные генератор 1 синхроимпульсов, дополнительную схему 2 антисовпадений,ультразвуковой генератор 3, резисторполосовой усилитель-Формирователь 15дифференцирующую цепочку б, схему7 антисовпадений, счетчик 8 и измеритель 9 временных, интервалов. К входуполосового усилителя-.формирователя 5подключен пьезоэлектрический датчик10. Между ультразвуковым -енератором3 и дифференцирующей цепочкой 6 включен детектор 11, Выход .генератора 1синхроимпульсов соединен через форми-рователь 12 блокирующего импульса свторым входом схемы 7 антисовпаденийи непосредственно с вторым входомсчетчика 8. Выход схемы 7 антисовпадений подключен к второму входу измерителя 9 временных интервалов, третий зовход которого подключен к выходу генератора 1 синхраимпульсов,Устройство работает следующим образом. Под воздействием импульсов, формируемых генератором 3, амплитуда радиальных колебаний 15 датчика 10 постепенно возрастает, а режим работы генератора 3 переходит в автоколебательный режим .Формирования последовательности видеоимпульсов с частотой повторения, определяемой собственной частотой радиальных колебаний датцика 10,Для того, чтобы последующие импульсы генератора 1 синхроимпульсов не проходили церез схему 2 антисовпадений и не нарушали периодицность работы генератора 3, схема 2 антисовпадений закрывается импульсами, поступающими на второй ее вход с выхода генератора 3.Продифференцированные импульсы поступают также на один из входов схемы 7 антисовпадений, которая управляется Формирователем 12 блокирующего импульса. Формирователь 12 запускается импульсом от регенераторасинхроимпульсов и вырабатывает прямоу;ольный видеоимпульс 19, которым схема 7 антисовпадений закрывается на время, необходимое для подготовки счетчика 8 и измерителя 9 временных интервалов к очередному циклу измерения,Прошедшие через схему 7 антисовпадений продифференцированные импульсы 20 используются для измерения периода свободных колебаний датчика 10, Первый из этих импульсов запускает измеритель 9 временных интервалов, который измеряет временной интервал й 1 ц, соответствующий и периодам свободных колебаний датчика 10, Емкость сцетчика 8 выбирается такой, что при поступлении на его вход и+1 импульсов счетчик 8 выдает импульс 21, который поступает на второй вход измерителя 9 временных интервалов. Путем деления измеренного временного интервала С 115 м на число измеренных периодов и получают усредненное значение периода свободных колебаний пьезоэлектрического датчика 10, однозначно связанное с концентрацией газовой Фазы , исследуемой среды. Генератор 1 синхроимпульсов перио- З 5дицески выдает одиноцные видеоимпульсы 13 (Фиг. 2), первый из которых,пройдя дополнительную схему 2 антисовпадений, запускает ультразвуковойч 40генератор 3. Сформированныи генератором 3 электрический импульс 14 посту-пает через резистор 11 на пьезоэлектрический датчик 10 и возбуждает в немзатухающие свободные механические колебания, Благодаря прямому пьезоэлект 45рицескому эффекту в процессе колебаний на обкладках датцика 10 возникают электрические колебания 15, которые полосовым усилителем-формирователем 5 усиливаются и преобразуются впрямоугольные колебания 16,. Полосаусиливаемых частот усилителем-формирователем 5 охватывает диапазон изменения частоты собственных радиальныхко,лебаний датцика 10, цто позволяет суше 55 ственно ослабить колебания других типов частоты котор 1 х находятся внеУ 4 4этои полосы Прямоугольные колебанин 17 диФференцируются дифференцирующей цепочкой б, и отрицательные импульсы 18 через детектор 11 подаются на запуск генератора 3,Благодаря тому, что амплитуда радиальных колебаний датчика превышает5 993284амплитуды ложных колебаний, точность ю щ е е с я тем, что, с целью повыше- измерений повышается, кроме того, ис- ния точности и производительности изключена интерференция между возбужден- мерений, оно снабжено дополнительнойными колебаниями. Производительность схемой антисовпадений, первый вход измерений повышается за счет сокраще-которой соединен с выходом ультразвуния времени измерения, которое опреде-. кового генератора, второй вход " с ляется практически инерционностью из- выходом генератора синхроимпульсов, мерителя временных интервалов и счет. а выход - с входом ультразвукового чика, генератора, и детектором, включенным .36 между ультразвуковым генератором идифференцирунщей цепочкой.Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизеУстройство для измерения концент. Авторское свидетельство СССР рации газовой Фазы в двухфавных сре й б 5732, кл. 0 03 й 29/ОО, 197 б, дах по авт, св. У 657332, о т л и ч а- (прототип).