Устройство для измерения сплошности потока жидкости Советский патент 1987 года по МПК G01N21/53 

Изобретение относится к измерительной технике и приборостроению и может быть использовано в различных отраслях промьппленности для измерения сплошности потока.

Цель изобретения - повышение точности измерения сплошности потока жидкости и расширение числа измеряемых параметров.

На чертеже показано устройство для измерения сплошности потока жидкости.

Устройство содезэжит направляющую 1 с Последовательно установленными на ней призмами 2. Одна боковая грань каждой призмы соединена посредством одного из жгутов передающего волоконно-оптического световода 3 с источником 4 излучения, другая боковая грань

каждой призмы оптически связана через один из жгутов прие1 ного волоконно-оптического световода 5 с одним из элементов фотоприемника 6, Все элементы фотоприемника через соответствующие усилители 7 соединены с по- роговыми элементами 8 и общим сумматором 9 с индикатором 10. J .

Выходы всех пороговых элементов 8

соединены с суммирующим устройством 11, которое, в свою очередь, соедине- но с индикаторным устройством 12.Сум- матор 13 (входящий в состав суммирующего устройства 11) и индикатор 14 (входящий в состав индикаторного устройства 12) служат для определения уровня жидкости в трубопроводе 15. На чертеже показано поперечное сечение трубопровода, направление потока жидкости перпендикулярно плоскости чертежа.

Сущность изобретения заключается в том, что призмы, представляющие собой чувствительный элемент, гипоте- нузными гранями обращены перпендикулярно потоку жидкости, в случае от- сутствия газовых пузырьков в потоке жидкости в призмах имеет место нарушение полного внутреннего отражения. При появлении пузырька (пузырьков) газа в потоке жидкости и столкнове- ния его с призмой световой поток от источника излучения, проходя по волоконно-оптическому световоду, испытывает изменение внутреннего отражения на гипотенузной грани призмы и, соот- ветственно, изменяется световой поток, попадающий на фотоприемник.

Зависимость отраженного светового потока от диаметра пузырьков представQ

с

0

5

0 5 0

5 0 g

ляет собой изменение отражательной способности на границе двух оптических сред, разделенных тонким зазором переменной величины (газовые пызурь- ки различного диаметра).

Устройство работает следующим образом.

Стабилизированный свет источника 4 подводится к призмам 2 с помощью жгутов волоконно-оптического световода 3. В случае отсутствия гаэовых пузырьков в потоке жидкости в призмах 2 имеет место нарушение полного внутреннего отражения. При появлении пызурька (пузырьков) в потоке жидкости и столкновении его с призмой 2 световой поток испытывает изменение внутреннего отражения и соответственно изменяется световой поток, -попадающий на фотоприемник 6. Электрические сигналь от элементов фотоприемника 6 через усилители 7 суммируются на общем для всех фотоприемников сумматоре 9, которьй соединен с индикаторным устройством 10, отображающим информацию о количестве газовых пузырьков в потоке жидкости,

Параллельно электрические сигналы с усилителей 7 подаются на.пороговые элементы 8, где и происходит се- лекция величин электрических сигналов с их последующим суммированием в устройствах 11 и 13. На соответствующем суммирующему устройству 11 индикаторном устройстве 12 отображается информация о количестве газовых пузырьков определенных диаметров в потоке жидкости. Пороговое устройство 7 каждого фотоприемника, соединенное с суммирующим устройством 13 и соответствующим ему индикаторным устройством 14, служит для отслеживания границы раздела двух фаз в трубопроводе 15 с исследуемой жидкостью.

Повышение точности измерения достигается за счет того, что пространственная модуляция света однозначно соответствует количеству газовых пузырьков, претерпевших столкновение с чувствительным элементом, а также за счет ртсутствия влияния размеров трубопровода, скорости потока, прозрачности жидкости и др. на чувствительный элемент.

Расширение числа измеряемых параметров достигается тем, что кроме измерения общего количества газовых пузырьков и их селекции по диаметрам

отслеживается граница раздела двух фаз в трубопроводе с исследуемой жидкостью.

Формул

изобрете

н и я

Устройство для измерения сплошности потока жидкости, включающее источник излучения, оптически связанный че через передающий и приемный волоконно-оптические световоды с фотоприемником, соединенным с регистрирующей системой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения числа измеряемых параметров, оно дополнительно содержит направляющую с последовательно установленными на ней п призмами, фотоприемник выполнен в виде линейки из п независимых элементов, передающий и приемный волоконно-оптические световоды содержат по. п независимых друг от друга световодных жгутов.

5

0

причем первая боковая грань каждой призмы оптически связана через один из жгутов передающего световода с источником излучения, вторая боковая грань каждой призмы оптически связана через один из жгутов приемного световода с одним из элементов фотоприемника,а гипотенузные грани всех призм ориентированы перпендикулярно вектору скорости потока жидкости, при этом регистрирующая система содержит п усилителей, п пороговых элементов, суммирующее устройство, соединенное с индикаторным устройством, общий сумматор с индикатором, причем каждый из элементов фотоприемника соединен с соответствующим пороговым элементом через ; соответствующий усилитель, выходы пороговых э лемен- тов соединены с суммирующим устройством , а выходы всех усилителей - с общим сумматором с индикатором.

И

Редактор П. Гереши

-ОН -дИ

iciM

Составитель В. Калечиц

Техред М.Ходанич Корректор Г. Решетник

V

15

Заказ 3479/47Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области Измерительной техники и приборостроения и может быть использовано в различных отраслях промышленности для измерения сплошности потока жидкости. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение числа измеряемых параметров. Устройство содержит направляющую с последовательно установленными на ней призмами, одна боковая грань каждой призмы соединена посредством волоконно-оптического световода с источником излучения, гая - с фотоприемником. Сплошность потока жидкости измеряется следующим образом. Стабилизированный свет излучателей подводится к призмам с помощью волоконно-оптических световодов. В случае отсутствия газовых пузырьков в потоке жидкости в призмах имеет место нарушение полного внутреннего отражения. При появлении пузырька (пузырьков) в потоке жидкости и столкновении его с призмой световой поток испытывает изменение внутреннего отражения и соответственно изменяется световой поток, попадающий на фотоприемник (фотоприемники).Электрические сигналы от фотоприемников через усилители суммируются на общем для всех фотоприемников суммирующем устройстве, которое соединено с индикаторным устройством, отображающим информацию о количестве газовых пузырьков в потоке жидкости. Кроме того, с помощью пороговых устройств происходит селекция величин электрических сигналов, соответствующих определенным диаметрам газовых пузырь- ков и возможным фазовым состояниям исследуемой жидкости. 1 ил. (Л