Устройство для контроля несмешивающихся жидкостей Советский патент 1984 года по МПК G01N29/02 

Из обр относится к автомати зации технологических процессов, в частности в нефтехимической промышленности, и может найти применение системах контроля не41тесодержащих вод, балластных и промывочных жидкостей, а также к измерению объемного состава несмешивающихся технолог ческих жидкостей. Известно устройство для контроля загрязненной водной поверхности от пролитой нефти, содержащее два чувс вительных элемента, из которых один расположен в поверхностном слое, а другой - в глубинном слое контролируемой среды Такое устройство сигнализирует о наличии слоя пролитой нефти на по поверхности контролируемой среды. Однако с помощью этого устройства невозможно определить объемный состав нефтяных включений в воде. Известно также ультразвуковое устройство для.контроля состава технологических жидкостей, содержащее размещенные в контролируемой среде опорный.(образцовый) и измерительный акустические каналы, образованные каждый соответствующими пьезоизлучатеЛем и пьезоприемником, генератор зондирующих импульсов и блок-схему измерения и регистрации, включающую соответствующие каждому каналу усили тели-формирователи импульсов и регистратор С23. Однако известное устройство также не позволяет определить объемные соотношения между составньаш компоне тами в контролируемой среде. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му эффекту является устройство для контроля несмешивающихся жидкостей, содержащее блок генерации,два акустических тракта, каждый из которых С8СТОИТ из блока излучения и приема ультразвуковых колебаний и усилителя, схему измерения и регистратор СЗ Однако известное устройство не обеспечивает определения объемного состава компонентов в жидкой сред€. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения объемного состава компонентов. Поставленная цель Достигается тем, что устройство для контроля несмешивающихся жидкостей, содержащее блок генерации, два акустических тракта, каждый из которых состоит изблока излучения и приема ультразвуковых колебаний и усилителя, схему измерения и регистратор, снабжено третьим акустическим трактом, тремя преобразователями частота - напряжение по одному в каждом тракте и двумя сумматорами, при этом излучатели и приемники ультразвуковых коле баний акустических трактов расположены по направлению прямоугольных осей координат X , Y , Z , входы сум маторов подключены через преобразова тели частота-напряжение к акустическим трактам, излучатели и приемНИКИ которых расположены соответственно по осям координат X и Z Y и Z , выходы сумматоров подключены к регистратору, а выход одного из усилителей акустического тракта соединен с входом блока генераций. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - диaгpaм ttJ измерения состава контролируемой среды. Устройство содержит каркас 1 в форме куба, блок излучения и приема ультразвуковых колебаний, излучатели и приемники которого расположены на ребрах каркаса 1 соответственно прямоугол1,ным осйм координат X , Y , Z . Излучатель 2 и приемник 3 расположены по оси X , излучатель 4 и приемник 5 - по оси Y, излучатель 6 и при- . емник 7 - по оси Z . Выход блока 8 генерации подключен к излучателям 2, 4 и 6. Входы усилителей 9-11 подключены к приемникам 3, 5, 7. Входы преобразователей 12 - 14 частота напряжение подключены к выходам усили телей ;9 - 11 соответственно, причем выход усилителя 11 одновременно соединен с входом блока 8 генерации. Входы сумматоров 15 и 16 подключены через преобразователи 12 - 14 частота -, напряжение к акустическим трак,там, излучатели и приемники которых расположены соответственно по осям координат X и Z , У и Z . Выходы сумматоров подключены к регистратору 17. Устройство работает следующим образом. Каркас 1 с блоком излучения и приема помещают в контролируемую среду таким образом, чтобы излучатель 2 и приемник 3, расположенные по оси оординат X , контактировали с ее оверхностным слоем. При отсутствии неоднородностей в контролируемой среде работа происходит в следующем порядке. При включении устройства блок 8 . генерации выдает зондирующий импульс поступающий на излучатели 2, 4, 6 каналов X, Y , Z и излучаемый в исследуемую среду по трем направлениям. Из условия равенства акустичес АЙх баз каналов X , Y ,2 и однородности физико-химического состава сре ды в контролируемом объеме на приемники 3, 5, 7 излученные импульсы поступят одновременно. Принятые импульсы усиливаются усилителями 9, 10 и 11. С выхода усилителя 11 сформиро ванный импульс поступает на блок 8 генерации, вызьшая его повторный запуск. Таким образом, блок 8 генера ции, канал Z и усилитель 11 образуют замкнутую схему, работающую в режиме синхрокольца с частотой автоциркуляции импульсов, зависящей от состава среды в зоне измерительного опорного канала Z . При зтом обеспечива,ется синхронный запуск импульсов в каналах X и Y. С выхода усилителя 11 последовательность импульсов поступает на преобразователь 14 .частота напряжение, выходной сигнал которого в форме напряжения постоянного тока с определенной полярностью поступает на входы сумматоров 15 и 16. С выходов усилителей 9 и 10 последовательность импульсов поступает на соответствующие входы преобразователей 12 и 13 частота - напряжение, выходные сигналы которых по форме напряжения постоянного тока, однако с противоположной полярностью, посту пают на вторые входы сумматоров 15 и 16. Вследствие указанного равенст1094 ва на входы сумматоров 15 и- 16 поступают равные по величине и противот положные по знаку напряжения. При этом на выходе сумматоров напряжение равно нулю, а показания регистратора 17 отсутствуют. При изменении состава контролируемой среды, связанной с появлением на ее поверхности более легкого продукта, например нефти, зондирукидий импульс в канале X воспринимается приемником 3 с известной задержкой вследствие меньшей скорости распространения ультразвука в нефти, чем в воде. Выходное напряжение преобразователя 12 изменяется, а на выходе сумматора 15 появляется разностное напряжение. Это напряже-г -ние фиксируется регистратором 17, например, скачкообразным изменением диаграммной линии регистратора, в случае выполнения его в виде потеЬциометра (фиг. 2). При дальнейщем возрастании толщины слоя плавающего нефтепродукта возрастает время задержки прохождения импульса в канале V в силу большего пути по нефтепродукту относительно уменьшающегося пути по воде, что вызывает изменение выходного напряжения преобразователя 13, а на выходе сумматора 16 появляется разностное напряжение. Это напря жение, представленное на диаграммной ленте регистра тора 17 наклонной линией, при градуировке ленты в единицах объема дает прямой результат отсчета количества нефтепродукта в исследуемом объеме. Предлагаемое устройство позволяет определить объемный состав несмешивающихся жидкостей, что приводит к расширению его функциональных возмсхкностей.

Укг/нз

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕСМЕНИВМЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ, содержащее блок генерации, два акустических тракта, каждый из которых состоит из блока излучения и приема ультразвуковых колебаний и усилителя, схему .измерения и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с к тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено третьим акустическим трактом, тремя преобразователями частота - напряжение по одному в каждом тракте и двумя сумматорами, при этом излучатели и приемники ультразвзгковых колебаний акустических трактов расположены по направлению прямоугольных осей координат X , Y , 2, входы сумматоров подключены через преобразователи частота - напряжение к акустическим трактам, излзгчатели и приемники которых расположены соответственно по осям координат X и 2 i Y и 2 , выходы сумматоров подключены (Л к регистратору, а выход одного из усилителей акустического тракта соеCZ динен с входом блока генерации. эо :о :л о :о

Графикf ompa KatouttUU, увеличивлющий-ся о5ъем Hetff/nu в воде f в кг/мз

Фи.1.2.