Устройство для регистрации структурных параметров дисперсных потоков Советский патент 1987 года по МПК G01N15/14 

Изобретение относится к контродь- но-измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров дисперсного потока, в частности для измерения концентрации газовы пузьфей в дисперсных потоках, например, при псевдоожижении зернистых материалов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, а также повышение точности и надежности измерений.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для регистрации структур- ных параметров дисперсных потоков; на фиг. 2-7 - временные диаграммы напряжения, поясняющие его работу.

Устройство содержит источник 1 света, зондирующий световод 2, при- световод 3, фотоприемник 4, усилитель 5, блок 6 формирования измерительных импульсов, интегратор 7, блок 8 измерения длительностей, микропроцессор 9, блок 10 запоминания максимального уровня, блок 11 запоминания минимального уровня, первый компаратор 12, формирователь 13 порогового напряжения, второй компаратор 14, ключевой -элемент 15, генератор 16 счетных импульсов и счетчик 17 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Излучение источника 1 света тран- спортируется через зондирующий световод 2 в исследуемую среду. Отраженны движущимися в дисперсном потоке частицами и неоднородностями свет по приемному световоду 3 поступает на чувствительный элемент фотоприемника 4. Концевые элементы световодов 2 и 3 расположены параллельно друг другу, причем , торец зондирующего световода 2 установлен плраллельно и в непосредственной близости от торца приемного световода 3. На фиг. 2 показана временная диаграмма сигнала, поступающего после усиления в блоке 5 на вход блока 6 формирования измери- тельньгх импульсов. В результате обработки сигнала фотоприемника 4 блок 6 формирует прямоугольные импульсы рав Мой амплитуды, длительности которых соответствуют длительностям световых

импульсов от неоднородностей дисперсного потока (фиг. 5). На выходе интегратора 7 формируются изображенный на диаграмме фиг. 6 огибающий сигнал.

ю

15

20 Ьзо

о

55

342

который поступает на вход блока 8 измерения длительностей. Цифровые данные о длительностях временных интервалов, соответствующ1гх перемещению вблизи торцов световодов 2 и 3 участков среды в жидкой и газовых фазах, передаются для последующего статистического анализа в микропроцессор 9.

Блок 6 формирования измерительных импульсов работает следующим образом.

Усиленный сигнал фотоприемника 1, поступающий на вход блока 6, преобразуется блоками 10 и 11, на выходе которых формируются сигналы максимального и минимального уровней (фиг. 3 и 4). Указанные сигналы поступают на входы формирователя 12 опорного напряжения, в котором формируется сигнал, пропорциональный разности между максимальным и минимальным уровнями (размаху колебаний входного сигнала). Сигнал опорного напряжения сравнивается в первом компараторе 13 с входным сигналом, в результате на выходе блока 13 формируются дуги измерительных импульсов (фиг. 5).

Бло к измерения длительностей работает следующим образом.

Сигнал с вьгхода интегратора (фиг. 6) поступает на вход второго компартора 14, в котором путем сравнения с нулевым уровнем напряжения формируются прямоугольные стробы соответствующих длительностей (фиг. 7). Указанные стробы управляют работой ключевого элемента 15, который пропускает импульсы генератора 16 на счетчик 17 импульсов.

Функциональные возможности устройства позволяют регистрировать структурные параметры широкого класса дисперсных потоков, встречающихся в практике (поток зернистого материала, псевдоожиженного газомили жидкостью, поток газа с конденсатом, аэрированный поток).

Формула изобретения

1. Устройство для регистрации структурных параметров дисперсных потоков, содержащее источник света, сопряженный оптически с зондирующим световодом, выходной концевой элемент которого размещен параллельно входному элементу приемного световода так, что их торцы установлены в

1

одной плоскости и вплотную друт к другу, фотоприемник, сопряженный оптически с выходным торцом приемного световода, усилитель, вход которого соединен с выходом фотоприемника, интегратор, микропроцессор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, а также повышения точности и надежности измерений путем устранени погрешностей, вызванных загрязнением торцов световодов, нестабильностью источника света за счет изменения оптических свойств исследуемой среды в него введены блок формирования измерительных импульсов и блок измерения длительностей, причем выход усилителя через последовательно соединенные блок формирования измеритель- ных имгРульсов, интегратор и блок измерения длительностей соединен с входом микропроцессора.

2. Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что блок формирования измерительных импульсов содержит блок запоминания максимального уровня, блок запоминания минимального уровня, формирователь уров-

и

34

ня пороговог о напряжения и первый компаратор, причем входы блока запоминания максимального уровня и блока запоминания минимального уровня соединены с входом блока формирования измерительных импульсов и вторым входом первого компаратора, выход которого соединен с выходом блока измерительных импульсов, а первый вход - с выходом формирователя порогового напряжения, первый и второй входы которого соединены с выходами блока запоминания максимального уровня и блока запоминания минимального уровня соответственно.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок измерения длительностей содержит второй компаратор, ключевой элемент, генератор счетных импульсов, счетчик импульсов, причем вход блока измерения длительностей соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого заземлен, а выход соединен с управляющим входом ключевого элемента, информационный вход которого соединен с выходом генератора счетны импульсов, а выход - с входом счетчика импульсов.

tpufZ

t

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров дисперсного потока, в частности для измерения концентрации газовых пузырей в дисперсных потоках, напри- мер,при псевдоожижении зернистых материалов. Цель изобретения состоит в распшрении функциональных возможностей, а также в повышении надежности и точности измерений, Сущность изобретения состоит в Том, что исследуемую среду зондируют световым излучением, которое транспортируется от источника света 1 через зондирующий световод 2, торец которого погружен в исследуемую среду. Отраженный от иеоднородностей свет через приемный световод 3 поступает на фотоприемник 4, сигналы которого обрабатываются в блоке 6 формирования измерительных импульсов интегратора 7 и блока измерения длительностей 8, Цифровые данные о длительностях временных интервалов, соответствующих перемещению вблизи торцов световодов 2 и 3 участков среды в жидкой и газовой фазах, передаются для статистической обработки в микропроцессор 9, За счет использования специальной обработки сигналов фотоприемника 4 в блоке 6 исключаются погрешности измерений, вызванные влиянием запыления торцов световодов 2 и 3, нестабильностью интенсивности источника света 1 и изменениями оптических свойств исследуемой среды. За счет осуществления измерения длительностей соответствующих временных интервалов обеспечивается возможность статистического анализа неоднородностей потока типа газовьос пузьфей, 2 з,п, ф-лы, 7 ил. (Л :лд DO Dd 4 1

cpueS

срие 6

Сиспмвитиль р. Иванов Редактор Л. Ичолинская Техред Л.Серлюкона Корректор М. Демчик

Заказ 4121/39Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, , Раушская наб,, д. 4/5

Прои зп(

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