Устройство для определения количества растворенных газов в жидкости Советский патент 1990 года по МПК G01N29/02 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике, в частности к устройствам для определения количества растворенных газов в жидкости, и является усовершенствованием изобретения по авт, св. N5711460.

Целью изобретения является повышение надежности и точности измерения за счет предварительного образования микро- пузырьков-кавитацией.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. эпюры напряжений в различных точках схемы устройства.

Устройство состоит из генератора 1 уль- тразвуковых колебаний, подключенного через резистор 2 к детектору 3 и полому цилиндрическому пьезоэлектрическому излучателю 4, в который заливают исследуемую жидкость 5. Выход детектора 3 соединен с одним из входов электронного ключа 6, второй вход которого подключен к реле 7 времени. Выход электронного ключа 6 подключен к входу счетчика 8 импульсов. Устройство содержит также последователь- но соединенные кнопку 9 запуска, второе реле 10 времени и блок 11 задержки, выход которого подключен к входу первого реле 7 времени. Параллельно резистору 2 подключены нормально разомкнутые контакты 12 реле 10 времени.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемую пробу жидкости 5 заливают в полый цилиндрический излучатель 4, который через резистор 2 возбуждается от генератора 1 электрических колебаний с фиксированными частотой и амплитудой.

Для инициирования микропузырьков в пробе жидкости с помощью кнопки 9 запу- ска запускается реле 10 времени, которое вырабатывает перепад напряжения фиксированной длительности (фиг.2, эпюра 1) и одновременно замыкает контакты 12, закорачивающие резистор 2. При этом на излу- чатель 4 подается повышенное напряжение (фиг.2, эпюра 2), достаточное для образования газовой кавитации в жидкости. После выключения реле времени контакты 12 размыкаются и на излучатель 4 через резистор 2 подается напряжение с амплитудой, которая обеспечивает выделение газа из жидкости при ее дегазации в виде стабильной последовательности одиночных пузырьков, образующихся в фокусе излучателя 4 за счет процессов направленной диффузии раство- ренного газа из жидкости в микропузырьки и их коагуляции. Т1ри достижении пузырьком размера, большего резонансного, он резко выталкивается из фокуса излучателя к

его стенке, а на его месте начинает аарож- даться и расти новый пузырек. При удаяе- нии пузырька из фокуса излучателя изменяется нагрузка среды на излучатель, что проявляется в образовании кратковременных выбросов напряжения на излучателе 4 (фиг.2, эпюра 2). Эти выбросы выделяются детектором 3 (фиг.2, эпюра 3) и используются для подсчета числа пузырьков, Для этого импульсы с выхода детектора 3 (фиг.2, эпюра 3) подаются через электронный ключ 6 на счетчик 8 импульсов, управляемый реле 7 времени. Запуск последнего производится с некоторой задержкой после окончания процесса инициирования микропузырьков в жидкости, что необходимо для исключения влияния пузырьков на процесс измерения, образовавшихся при газовой кавитации..Это осуществляется следующим образом.

Образующийся при выключении реле 10 времени перепад напряжения подается на блок 11 задержки, который вырабатывает импульс постоянного тока (фиг.2, эпюра 4) с длительностью, равной времени задержки. Задним фронтом этого импульса запускается реле 7 времени, которое вырабатывает пе|эепад напряжения фикс ироеакной длительности (фиг.2, эпюра 5), открывающий на это время электронный ключ 6. Прошедшие через электронный ключ 6 импульсы (фиг.2, эпюра 6) подсчитываются счетчиком 8 мм- пульсов.

Для определения количества растворенных газов а по показаниям счетчика импульсов для каждой жидкости предварительно снимают тарировочные кривые п f(a), где п - число импульсов за фиксированный интервал времени. Тарировку производят по любому физическому прибору, определяющему абсолютное значение количества растворенных газов в жидкости.

в качестве излучателя используется пьезоэлектрический цилиндрический резонатор с собственной частотой 16 кГц. Инициирование микропузырьков в пробе жидкости производится путем подачи на излучатель электрических колебаний с амплитудой 60 В в течение 10-30 с. Амплитуда напряжения, при которой выделение газа из жидкости обеспечивается в виде стабильной последовательности одиночных пузырьков, равняется 12 В. В ходе экспериментов проверяются надежность возбуждения и стабильность процесса в воде с различным газосодержанием без иниции- роваи я и с инициированием микропузырьков. Соответственно производится

измерения

сравнительная оценка погрешностей

«ер У(

1Ц1 ЖИДК(

возбу

и расширяет

тановлено, что предварительное иниць ирование микропузырьков в пробе 1СТИ не только повышает надежность возбуждения и стабильность процесса, но диапазон измеряемых кон- центр1аций растворенных газов в недона- сыщенных жидкостях, а также повышает точно:ть измерения на 17-23%. Формула изобретения У( тройство для определения количества рартворенных газов в жидкости по авт.

0

св. №711460. отл и ча ющееся тем, что, -i с целью повышения надежности и точности, оно снабжено последовательно соединенными кнопкой запуска, вторым реле времени и блоком задержки, выход которого подключен к пусковому входу первого реле времени, и резистором, включенным параллельно нормально разомкнутым контактам второго реле времени между выходом генератора ультразвуковых колебаний и пьезоэ- лектрическим излучателем.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к определению газосодержания в жидкости ультразвуковым методом. Цель изобретения - повышение надежности и точности измерения за счет предварительного образования микропузырьков кавитацией. Выделение газа из жидкости при ее дегазации в виде стабильной последовательности одиночных пузырьков, образующихся в фокусе пьезоэлектрического излучателя 4, осуществляется за счет процессов направленной диффузии растворенного газа из жидкости в микропузырьки и их коакуляции. При отсутствии микропузырьков в жидкости, а также при их малых размерах и количестве, такой процесс или вообще не образуется, или оказывается недостаточно стабильным. Для устойчивого возбуждения процесса выделения газа в виде последовательности одиночных пузырьков и повышения его стабильности в контролируемой пробе жидкости предварительно инициируется процесс образования микропузырьков путем кратковременного озвучивания пробы жидкости ультразвуковыми колебаниями с амплитудой, достаточной для образования газовой кавитации в жидкости. Процесс инициирования микропузырьков в устройстве осуществляется путем кратковременной подачи повышенного уровня напряжения на излучатель, после чего с некоторой задержкой производится подсчет пузырьков. 2 ил.

А л л л л .

.г