Устройство для измерения массы и счетной концентрации частиц в потоке жидкости или газа Советский патент 1988 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к измериельной технике, предназначено для пределения параметров дисперсных ред и может быть использовано в ма- с иностроении и других отраслях тех- .

ИКИ.

Целью изобретения является повыение точности и чувствительности изерений за счет уменьшения сигнала ю омехи.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - ьезоэлектрический датчик, вид со стороны сигнального электрода. 15

Устройство содержит измерительную амеру 1 в корпусе 2, в которой установлены трубопровод 3 для направления потока и пьезоэлектрический кристалл 4 в держателе 5. Пружина 6 че- 20 рез изолятор 7 прижимает пьезоэлектрический кристалл 4 к держателю 5. Пьезоэлектрический кристалл 4 имеет форму диска, поляризован по толщине и расположен перпендикулярно потоку. 25 На стороне пьезоэлектрического кристалла 4, обращенной к потоку, расположен сплошной электрод 8. Электрод 8 заземлен. На противоположной стороне пьезоэлектрического кристалла 4 рас- 30 положены две группы электродов 9 и 10.-Электроды 9 и 10 идентичны по конфигурации и площади и соединены проводниками 11 через балансирующую цепь 12 с входами дифференциального 5 усилителя 13. Балансирующая цепь 12 состоит из,регулируемых делителей напряжения, образованных комплексными сопротивлениями 14 - 16. Выход дифференциального усилителя 13 сое- 40 динен с входом двухполупериодного детектора 17, выход которого подключен к входу многоканального амплитудного анализатора 18.

Устройство работает следующим об- д разом.

Поток исследуемой жидкости или газа направляется трубопроводом 3 на чувствительную поверхность пьезоэлектрического кристалла, закрытую д„ тонкой стенкой держателя 5, и обтекает ее. Массивные твердые частицы при этом отклоняются от линий тока жидкости или газа и ударяются о чувствительную поверхность пьезоэлект- t рического кристалла 4. Возникающие на электродах 8-10 пьезоэлектрического кристалла 4 при ударе частиц импульсные электрические сигналы усиливаются дифференциальным усилителем 13, детектируются двухполупериод- ным детектором 17 и поступают на вход многоканального амплитудного анализатора 18, который распределяет сигналы в зависимости от амплитуды по соответствующим каналам.

Удар отдельной частицы происходит в точке чувствительной поверхности в зоне одной из двух групп электродов 9, 10, например, 9. Амплитуда сигнала, поступающего с этой группы электродов 9 на вход дифференциального усилителя 13, преобладает над амплитудой сигнала, поступающего на другой вход дифференциального усилителя 13 с другой группы электродов 10 В результате амплитуда разностного сигнала, формируемого на выходе диф- ференциального усилителя 13, с незначительным ослаблением определяется амплитудой сигнала, поступающего с группы электродов, где произошел удар частицы.

При воздействии же пульсаций потока фронт ударной волны распространяется по потоку в напра.влении оси потока и воздействует на пьезоэлектрический датчик 4 во всех точках чувствительной поверхности синхронно и син фазно, поскольку пьезоэлектрический кристалл 4 расположен симметрично относительно оси потока.

Так как амплитуды помеховых сигналов пропорциональны давлению в ударной волне и площади поверхности электродов, а обе группы электродов 9 и 10 идентичны по конфигурации и площади и фронт ударной волны действует на пьезоэлектрический кристалл 4 синхронно и синфазно, то амплитуды помеховых сигналов, поступающих с групп электродов 9 и 10, близки пб величине между собой. При этом разностный сигнал на выходе дифференциального усилителя 13 существенно ослаблен. В предлагаемом устройстве ослабление помехового сигнала от пульсаций потока и вибраций конструкции достигнуто в широком диапазоне частот пульсаций и вибраций.

С помощью балансирующей цепи 12 производится точная балансировка амплитуд помеховых сигналов с групп электродов 9 и 10 до Получения максимального ослабления помехового сигнала на выходе дифференциального усилителя 13.

Формула изобретения

Устройство для измерения массы и счетной концентрации частиц в потоке жидкости или газа, содержащее пьезоэлектрический датчик, включающий пьезоэлектрический кристалл, снабженный заземленным и сигнальным электро- ;дами, дифференциальный усилитель и моногоканальный амплитудный анализатор, причем датчик установлен в корпусе с каналом, обеспечивающим подачу анализируемого потока перпендикулярно чувствительной по- верхности пьезоэлектрического кристалла, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерений за счет уменьшения сигнала помехи, устройств дополнительно снабжено балансирующей цепью и двухполупериодным детектором, сигнальный электрод выполнен в виде двух групп идентичных по площади и конфигурации элементов, при этом каждая группа элементов подклю- .чена через балансирующую цепь к входам дифференциального усилителя, выход которого через двухполупериодный детектор соединен с входом многоканального амплитудного анализатора.

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для определения параметров дисперсных сред и может быть использовано в машиностроении и других отраслях техники. Цель - повышение точности и чувствительности измерений за счет уменьшения сигнала помехи. Устройство для измерения массы и счетной концентрации частиц в потоке жидкости или газа содержит пьезоэлектрический датчик, включающий пьезоэлектрический кристалл, установленный на электроде, дифференциальный усилитель и много- канальньй амплитудный анализатор. Датчик установлен в корпусе с каналом, обеспечивающим подачу анализируемого потока перпендикулярно чувствительной поверхности пьезоэлектрического кристалла. Устройство дополнительно снабжено балансирующей цепью и двухполупериодным детектором. Электрод выполнен в виде двух групп идентичных по площади и конфигурации элементов. При этом каждая груп па элементов подключена через балансирующую цепь к входам дифференциального усилителя, выход которого через двухполупериодный детектор соединен с входом многоканального амплитудного анализатора. 2 ил.

3

7

I

I

Фи.2