Датчик определения концентрации газа в газожидкостном потоке Советский патент 1986 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении концентрации паровой фазы, истинного паррсодержания двухфазной смеси в парогенерирующих каналах различных энергетических установок.

Известно устройство для определения концентрации паровой фазы двухфазной смеси, основанное на пропускании пучка )f-лyчeй от источника и фиксации ослабления интенсивности Y лучей после прохождения измеряемой среды, состоящее обычно из источника -излучения, блоков-коллиматоров, установленньгх на платформе, которая может перемещаться в различных направлениях, фотоумножителя,фиксирующего ослабленный пучок лучей и т.д.

Недостатки устройства:

ослабление :-излучения происходит не только за счет прохождения измеряемой среды, но и металла конструкции установки, что затрудняет выделение сигнала и делает невозможным проведение измерения в локальных объемах, в частности в отдельных ячейках пучков стержней;

при прохождении пучка через измерительную среду и металл конструкции происходит значительное ослабление сигнала, в связи с этим точность измерений ограничена;

дляполучения представительных данных необходимо проводить отсчеты в течение длительного времени, поэтому зти устройства непригодны для замеров концентрации паровой фазы, измеряющейся во времени (в нестационарных условиях).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является датчик для измерения концентрации паровой фазы двухфазной среды, содержащий цилиндрический канал с размещенными в нем измерительiibiMH электродами, компенсационные злект1)оды.

Датчик обладает следующими недостатками.

Поскольку компенсационные электроды расположены в отдельном объеме, невозможно полностью создать в этом объеме жидкую фазу, имеющую те же свойства, что и в измерительном объеме, и, следовательно, точно скомпен.сировать сигнал, соответствующий жидкой фазе двухфазного потока. Этот

факт имеет решающее значение при измерении концентрации паровой фазь в нестационарных условиях. В этом случае возможны непрерывные изменения давления, температуры, плотности двухфазной среды, и, следовательно, и плотности жидкой фазы. Темп и характер изменения этих параметров заранее не известны. В таких случаях определение концентрации паровой фазы будет производиться с большой погрешностью.

Из-за пространственной разнесенности измерительных и компенсационных электродов и необходимости создания дополнительного объема с жидкой фазой, измерение концентрации паровой фазы в локальных объемах, например в каналах ядерных реакторов, затруднено.

Целью изобретения является повышение точности определения концентрации паровой фазы двухфазной среды. Указанная цель достигается тем, что в датчике, содержащем цилиндрический канал с размещенными в нем измерительными электродами, компенсационные электроды, компенсационные электроды размещены в канапе, один электрод расположен на его стенке, а другой - концентрично первому и вьшолнен в виде термоэлемента.

На чертеже изображен предлагаемый датчик, разрез.

Датчик состоит из корпуса 1, выполненного из электроизоляционного материала (поранит) и осуществляющего электрическую изоляцию электродов от стенки канала 2, по которому проходит двухфазная среда 3, измерительных электродов 4, установленных внутри корпуса I, и дополнительно установленных компенсационных электродов 5 и 6.

Электрод 6 расположен концентрично относительно канала 2 и составляет с корпусом I, в котором установлен второй компенсационный электрод микрообъем, в котором проходит измеряемая двухфазная среда 3. Один из компенсационных электродов, например 6 выполнен из разнородных материалов, составляющих термоэлектрическую пару, например Sb-Bi.

Датчик работает следующим образом Двухфазная среда поступает в канал 2 проходит через измерительные электроды 4 и микрообъем, составленный ком310377624

пенсационными электродами 5 и 6,.ходящая через микрообьем, охпри этом на измерительные электроды.,лаждается до температуры фазового, подается напряжение с частотой 2 - ,перехода. Измерение температурыжид30 КГЦ, К компенсационным электродамкой фазы осуществляется при помопИ для измерения сигнала, соответствую- 5термоспая (электрод 6), работающего щего яовдкой фазе двухфазного потока .как термопара. При прохождении двухподводится то же напряжение, что и кфазной среды в термоспае поглощаетизмерительным электродам, Дпя получе-ся тепло, в микрообъеме между электния жидкой фазы в микрообъеме междуродами 5 и 6 образуется жидкая фаза, компенсационными электродами к элект-ОПри помощи компенсеци жных wiexTpoроду 6, выполненному в виде термо-дов 5 н 6 происходит измерение электэлектрической пары Sb-Bi подводится .ропроводности жидкой фазы, вьщеление напряжение от источника питания, при-из общего сигнала, сигнала, соотвётчем проводник с меньшим значениемствующего электрическому соцротнвпекоэффициента Пельтье присоединен в паровой фазы, и опредеяе е консхеме питания к положительному зажи-центрации паровой фазы. Горячий спай му, В этом случае в термоэлектричес-термоэлектрической пары 1 аспол6жен JKOM спае (электрод 6) поглощаетсяснаружи канала и охлаждается проточтепло и двухфазная смесь, про- ной водой.

ДАТЧИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗА В ГАЗОЖИДКОСТНОМ ПОТОКЕ, содержащий цилиндрический канал с размещенными в нем измерительными электродами, компенсационные электроды, о ТЛ.ИЧ ающийс я тем, что, с целью повыщения точности определения, компенсационные электрода размещены в канале, один электрод расположен на его стенке, .а другой концы1трично первому и выполнен в виде термоэлемента. 00 о N9