Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для оперативного контроля с высокой точностью концентрации свободного газа в жидкости.
Цель изобретения - повышение точности за счет исключения нестабильности каналов возбуяф,ения колебаний высокой и низкой частот.
На чертеже представлена структурная схема устройства для определения концентратдии свободного га-за в жидко- фазных средах.
Устройство содержит предназначен- 1ные для размещения в исследуемой жидкости излучатели 1 и 2 и приемник 3 акустических колебаний, подключенные к последнему два селективных усилите ля А и 5, подключенные к их выходам
первый и второй усилители-ограничители 6 и 7, подключенный к первому усилителю-ограничителю 6 первый делитель 8 частоты, измеритель 9 разности фаз, входы которого соединены с выходами второго усилителя-ограничителя 7 и первого делителя 8 частоты, кварцевый генератор 10, первый усилитель 11 мощности, включенный межцу кварцевым генератором 10 и излучателем 1, последовательно соединенные третий усилитель-ограничитель 12, второй делитель 13 частоты, фильтр 14 нижних частот и второй усилитель 15-мощности, включенные между выходом кварцевого генератора 10 и излучателем 2. При этом канал возбуждения колебаний высокой частоты образован кварцевым генератором 10 и первым усилитеО5
о
О9 1C
сх
00
10
20
лем 11 мощности, а канал возбуждения колебаний низкой частоты - кварцевым генератором 10, третьим усилителем ограничителем 12, вторым делителем 13 частоты, фильтром 14 нижних частот и вторым усилителем 15 мощности.
Устройство работает следующим об разом.
Непрерывные высокочастотные колебания, например, с частотой 1 МГц, усиливаются первым усилителем 11 мощности и излучаются в исследуемую жидкость, содержащую свободный газ, из- |лучателем 1. Те же колебания поступа- 15 ют на вход третьего усилителя-ограничителя 12, с выхода которого прямоугольные импульсы типа меандр подаются на второй делитель 13 частоты с коэффициентом деления, равным 100. Прямоугольные импульсы типа меандр с выхода делителя 13 частоты поступают на вход фильтра 14 низкой частоты с частотой среза, равной 10 кГц.
Синусоидальные колебания , выделен- 25 ные на фильтре 14 низкой частоты, усиливаются вторым усилителем 15 мощности и излучаются в жидкость излучателем 2. Из-за различной скорости распространения акустических волн с ча- -зп стотами 10 кГц и 1 МГц в исследуемой жидкости, содержащей газовые пузырьки, на вход приемника 3 они приходят с задержкой t, величина которой определяется концентрацией свободного газа. С выхода приемника 3 электрические сигналы поступают на селективные усилители 4 и 5 с частотами селек ции 1 КГц и 10 кГц соответственно. Далее усиленные сигналы ограничиваются по амплитуде первым и вторым усилителями-ограничителями 6 и 7. .
Прямоугольные импульсы типа меандр с частотой 10 кГц с выхода второго
пузырьками газа на двух частотах, ну из которых выбирают ниже резон сной частоты пузырьков f, а друг J выше fg. Из-за различных фазовыхростей распространения низкочасто и высокочастотной волн в жидкости содержащей газовые пузырьки, эти волны приходят на приемный преобр ватель с задержкой
35
40
.t Ч
1
с,
Г
где 1 - расстояние между излучающ и приемным преобразовател ми;
скорость распространения низкочастотной волны с ча тотой f : fg, величина которой определяется конц рацией свободного газа в готдкой среде;
скорость распространения сокочастотной волны с час
V- л
f f
О; при этом ус
той
ВИИ скорость звука в иссл дуемой жидкофазной среде пузырьками практически ра на скорости звука в дегаз рованной жидкости. Поскольку обеспечивается жестка связь по частоте между генерируемы излучателями 1 и 2 колебаниями от ного кварцевого генератора 10, то устройстве исключена нестабильност этих колебаний и повышена точность измерения.
Формула изобрет
е н и
Устройство для определения конц трации свободного газа в жидкофазн
усилителя-ограничителя 7 поступают на д5 средах, содержащее предназначенные
первый вход измерителя 9 разности фаз. На второй вход последнего поступают прямоугольные импульсы типа меандр с частотой 10 кГц, получившиеся на выходе первого делителя 8 частоты с коэффициентом деления 100, на вход которого подаются прямоугольные импульсы с частотой 1 КГц с выхода усилителя-ограничителя 6. Концентрация свободного газа U находится с помощью тарировочной кривой ЛУ f(U).
Принцип действия устройства основан на сравнении фазовых скоростей распространения звука в жидкости с
50
для размещения в исследуемой жидко два излучателя и приемник акустиче ких колебаний,-подключенные к прием нику два селективных усшштеля, сое диненные с излучателями каналы возбуждения колебаний высокой и низкой частот и регистратор, ,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повы шения точности, оно снабжено кйарце вым генератором, подключенным к вы ходам селективных усилителей первым и вторым усилителями-ограничителями и первым делитедем частоты, соедине ным с первым усшштелем-ограничите
пузырьками газа на двух частотах, одну из которых выбирают ниже резонансной частоты пузырьков f, а другую - выше fg. Из-за различных фазовыхскоростей распространения низкочастотной и высокочастотной волн в жидкости, содержащей газовые пузырьки, эти волны приходят на приемный преобразователь с задержкой
.t Ч
1
с,
Г
где 1 - расстояние между излучающими и приемным преобразователями;
скорость распространения низкочастотной волны с частотой f : fg, величина которой определяется концентрацией свободного газа в готдкой среде;
скорость распространения высокочастотной волны с часто-
V- л
f f
О; при этом услотой
ВИИ скорость звука в исследуемой жидкофазной среде с пузырьками практически равна скорости звука в дегазированной жидкости. Поскольку обеспечивается жесткая связь по частоте между генерируемыми излучателями 1 и 2 колебаниями от одного кварцевого генератора 10, то в устройстве исключена нестабильность этих колебаний и повышена точность измерения.
Формула изобрет
е н и я
Устройство для определения концентрации свободного газа в жидкофазных
средах, содержащее предназначенные
0
для размещения в исследуемой жидкости два излучателя и приемник акустических колебаний,-подключенные к приемнику два селективных усшштеля, соединенные с излучателями каналы возбуждения колебаний высокой и низкой частот и регистратор, ,о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено кйарце- вым генератором, подключенным к выходам селективных усилителей первым и вторым усилителями-ограничителями и первым делитедем частоты, соединенным с первым усшштелем-ограничителем, регистратор вьшолнен в виде из- мерителя разности фаз, входы которого соединены с выходами второго усилителя-ограничителя и первого делителя частоты, каналы возбуя 1,ения высокой . и низкой частот, выполнены соответственно из включенного между выходом кварцевого генератора и одним излучателем первого усилителя мощности и включенных между выходом кварцевого генератора и вторым излучателем последовательно соединенных третьего усилителя-ограничителя, второго делителя частоты, фильтра нижних I частот и второго усилителя мощности.
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля концентрации свободного газа в жидкости. Целью изобретения является повышение точности за счет исключения нестабильности каналов возбуждения колебаний высокой и низкой частоты. В устройстве каналы возбуждения колебаний подключены к одному кварцевому генератору за счет чего обеспечивается жесткая их связь по частоте. Принятые приемником колебания после соответствующего преобразования поступают на измеритель разности фаз, сигнал с которого пропорционален концентрации свободного газа в жидкости. 1 ил.
rJH
