Способ измерения порога кавитации Советский патент 1988 года по МПК G01N29/02 

4i СЛ

Изобретение относится к области изме- эений и может быть иснользовано при из- kiepeHHHx или контроле газонасыщенных сидких сред, находящихся в движущемся :остоянии или под действием знакопеременных давлений и градиентов температур, а также в состоянии гидродинамической ли акустической кавитации.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей измерений за :Счет проведения их в присутствии щумо- |вых помех.

На фиг. 1 представлено устройство для реализации способа измерения порога кавитации; на фиг. 2 - зависимость спектра относительной электропроводности жидкости от акустического давления.

Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, измерительную мостовую схему 2, к выходу которой через селектирующий прибор 3 подключается изм.ерительный прибор 4. Мостовая схема содержит измерительную и эталонную ячейки 5 и. 6. Измерительная ячейка 5 помещается в область жидкости, подвергающейся воздействию силового поля, а эталонная ячейка 6 - в звуконепроницаемый экран. В качестве ячейки может быть использована щироко известная электролитическая ячейка, содержащая пару электродов.

Способ измерения порога кавитации осу1ц,ествляется следующим образом.

В исследуемую жидкость, которая подвергалась воздействию силовых полей (гидродинамического или акустического), помещались измерительная и эталонная ячейки 5 и 6, причем последняя защищалась от воздействия кавитации. На мостовую схему 2 подается напряжение от генератора 1 высокой частоты. При этом питание мостовой схемы 2 проводится на частотах, позволяющих пренебречь влиянием приэлектрод- ных явлений, отстроиться по частоте от электромагнитных помех и настроиться на частоту селектирующего прибора 3. Перед измерением мостовая схема 2 предварительного балансируется потенциометром. Из- за питания мостовой схемы 2 переменным током с частотой выще частоты акустического поля спектр напряжения на выходе моста получается смещенны.м на частоту напряжения питания. Меняя последнюю, можно смещать спектр как целое относительно неподвижного селектирующего участка спектроанализатора. Электролитические ячейки 5 измеряют электропроводность жидкости, подвергающейся воздействию силового поля, а ячейка 6 измеряет электропровод ность жидкости, не подвергающейся- воздействию. Изменение электропроводности жидкости связано с изменением объема газопаровых пузырей вне зависимости от их происхождения (кипение, дегазация, гидравлическая и акустическая кавитация). Появляющиеся при кавитации пузырьки вызывают относительное изменение электропроводности среды, описываемое формулой

10

Ло 3 в

где а - электропроводность некавитирующей среды;

Ла - изменение электропроводности вследствие наличия пузырьков;

5Р -объемное содержание пузырьков.

При акустической кавитации появляется временная зависимость o(i) и P(t). В наиболее сложном случае акустической кавитации спектр акустического щума кавита- ционных пузырьков качественно совпадает

0 со спектром изменения их объемного содержания в жидкой среде и, следовательно, со спектром изменения электропроводности среды. Выходной сигнал с мостовой схемы 2 через селектирующий прибор 3, проr порциональный амплитуде анализируемой спектральной составляющей, поступает на измерительный прибор 4. Измеренные значения давления, соответствующие появлению какой-либо гармоники электропроводности жидкости, принимаются за пороги кавита0 ции. То есть, по появлению гармоник (или субгармопик) в измеряемом спектре электропроводности жидкости определяют порог кавитации.

Формула изобретения

35

1.Способ измерения порога кавитации, заключающийся в том, что измеряют изменения физического параметра жидкости под воздействием силового поля переменной частоты, регистрируют спектр сигнала изме ряемого физического параметра и по изменению спектра сигнала и появлению в спектре сигнала гармоник и субгармоник частоты воздействия определяют порог кавитации, отличающийся тем, что, с целью

д5 расширения технологических возможностей измерений за счет проведения их в присутствии щумовых помех, создают в жидкости переменное электрическое поле заданной частоты, а в качестве физического параметра используют электропровод50 ность жидкости.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при определении порога акустической кавитации, частоту переменного электрического поля выбирают больше частоты воздействия

55 силового поля.

Изобретение относится к области измерений и может быть использовано при измерениях или контроле газонасыщенных жидких сред, находящихся в движущемся состоянии или под действием знакопеременных давлений и градиентов температур, а также в состоянии гидродинамической или акустической кавитации. Целью изобретения является расширение технологических возможностей измерении за счет проведения их в присутствии шумовых помех. Согласно способу измерения порога кавитации с помощью электролитических датчиков, на которые подают переменное электрическое поле заданной частоты, измеряют электропроводность жидкости, в которой возбуждаются гидродинамические либо акустические поля, и электропроводность жидкости, не подвергающейся воздействию. Измеряют спектры этих электропроводимостей. Известно, что электропроводность жидкости зависит от объема присутствующих в ней газовых пузырьков. Появляющиеся при кавитации пузырьки вызывают изменение электропроводности, при этом спектр электропроводности жидкости качественно совпадает со спектром акустического щума кавитацион- ных пузырьков, который характеризует их объемное содержание и распределение по размера.м. Поэто.му измеряемые спектры сравнивают и по изменению спектра электропроводности жидкости определяют порог кавитации. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. ш (Л

с

(риг.1

Л(

-5-10

-u

A Д

10

-5

Фиг. г

Составитель Г. Федоров

Техред И. ВересКорректор М. Васильева

Тираж 847Подписное

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

Редактор Л. Гратилло Заказ 3870/42

-faK

т - ZfaH

.-JfaK X - c -3fa/(lz o-5fffA/2

X

X ЛО О

A A

Pff,ff/77M

0,1

0.2