Способ измерения объемной концентрации парогазовых включений в жидкости Советский патент 1989 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к области измерений свойств пористых жидких сред и может быть, использовано в областях науки и техники, связанных с процессами измерения или контроля свойств таких сред, в том числе газонасыщенной воды, кипящих жидкостей, газонасыщенных органических и неорганических растворителей, жидкостей с меняющимся объемным содержанием свободного газа как в лабораторных условиях, так и при непрерывном технологическом процессе.

Целью изобретения является повышение скорости, надежности измерений

в условиях стационарного и нестационарного газосодержания жидкости.

Способ измерения объемной концентрации парогазовых включений в жидкости, в том числе, кавитирующей, заключается в .выделении эталонного и исследуемого объемов жидкости, приложении к ним переменного электрического поля, определении величины внешнего гидростатического давления и величины отношения удельных тепло- емкостей для газа или пара. В исследуемом объеме жидкости возбуждают акустическое давление заданной амплитуды и частоты, измеряют изменение

Я

00

О5 ОЭ

электропроводности исследуемого объема жидкости при заданном акустическом давлении относительно электропроводности жидкости эталонного объема, а объемную концентрацию р парогазовых включений определяют по формуле

4.6( &

f

де

-- - отношение удельных v теплоемко стей для пара или газа при заданных акустическом давлении и объеме;

60 электропроводность эталонного объема жидкости; Р0 - внешнее гидростатическое

давление;

d6(P) - изменение электропроводности исследуемого объема при заданном акустическом давлении;

ходной усилитель 3 напряжение высокой частоты от г генератора 4 качающейся частоты Из-за питания моста переменным током с частотой выше частоты акустического поля спектр напряжения на выходе моста получают смещенным на частоту питания. Меняя последнюю, сдвигают спектр как единое поле. ТаQ ким путем удалось избежать влияния приэлектродных эффектов на измеренную электропроводность, а также избавиться от помех, дополнительно применив для измерения полезного сигнала

5 узкополосный селективный усилитель 5. Спектральную характеристику измерения электропроводности наблюдают на индикаторе 6 и записывают на ленте самописца 7. Кавитацию осуществляют

0 в воде магнитострикционным излучателем 8 на частоте 23 кГц,

Акустическое давление измеряют гидрофоном, помещаемым на место электролитической ячейки. Изменение

Изобретение относится к измерениям свойств пористых жидких сред, конкретно к способу измерения объемной концентрации парогазовых включений в жидкости. Цель изобретения - повышение скорости, надежности измерений в условиях стационарного и нестационарного газосодержания жидкости. В способе выделяют эталонный и исследуемый объемы в жидкости, прикладывают к ним переменное электрическое поле, определяют величины внешнего гидростатического давления и величины отношения удельных теплоемкостей для газа или пара. В исследуемом объеме жидкости возбуждают акустическое давление. Измеряют изменение электропроводности исследуемого объема жидкости при заданном акустическом давлении относительно электропроводности эталонного объема. Объемную концентрацию β парогазовых включений определяют из приведенного в формуле изобретения соотношения измеренных величин. 1 ил.

Р - амплитуда акустического дав-25 электропроводности исследуют . в от

ления.

Миниатюрную электролитическую ячеку помещают в сосуд с исследуемой жидкостью при заданном внешнем, например, атмосферном, давлении, С помощью акустического преобразователя в жидкости создается продольная акустическая волна заданной амплитуды, избыточного относительно внешнего давления и длиной, намного превышающей характерные размеры электролитической ячейки. Избыточное акустическое давление вызывает изменение объемного газосодежания и, следовательно, электропроводности жидкости. Ячейку включают в одно из плеч измерительной мостовой схемы.

На чертеже приведена блок-схема устройства для осуществления способа

Прибор предназначен для определе ния свободного объемного газосодержания кавитирующей жидкости. Для измерения электропроводности в жидкость опускают две идентичные электролитические ячейки 1 с титановыми точечными электродами. Ячейки включают в измерительный мост 2 по дифференциальной схеме. Одну из ячеек, опорную, помещают в звукозащитный1 экран, благодаря этому в жидкости между электродами ячейки .кавитация не возникала.

На электролитические ячейки и измерительный мост подавалось через вы

30

5

0

,-

0

5

стоявшейся и свежей водопроводной воде при комнатной температуре. На ,описанной установке измеряют электропроводности от до 10 на - фоне электропроводности воды 10 . Это показывает, что измеряется объемной газосодержание воды в диапазоне от до 10 , Этот диапазон может быть расширен за счет увеличения чувствительности моста. На установке .измеряют спектр электропроводности кавитирующей области и, следовательно, спектр изменения объемного газосодержания жидкости за время порядка периода звуковой волны.

Таким образом, изменение электропроводности жидкости с парогазовыми включениями относительно электропроводности сплошной жидкости является мерой мгновенного свободного газосодержания среды.

Формула изобретения

Способ измерения объемной концентрации парогазовых включений в жидкости, заключающийся в том, что выделяют эталонный и исследуемый объемы в жидкости, прикладывают к ним переменное электрическое поле, I определяют величины внешнего гидростатического давления и величины отношения удельных теплоемкостей для

газа или пара, отличающий- с я тем, что, с целью повышения скорости и надежности измерения, в исследуемом объеме жидкости возбуждают акустическое давление, измеряют изменение электропроводности исследуемого объема жидкости при заданном акустическом давлении относительно электропроводности эталонного объема а объемную концентрацию р парогазовых включений определяют по формуле

2 -

ч гр,

Р6,

Рв

6

внешнее гидростатическое давление для выделенных жидкости;

С.

С i

- отношение удельных тепло- емкостей газа или пара; /(Г(Р) .абсолютное изменение электропроводности исследуемого объема жидкости при заданном акустическом давлении; Р - амплитуда акустического

давления;

60- электропроводность эталонного объема жидкости.