Устройство для определения содержания газа в газожидкостных средах Советский патент 1991 года по МПК G01N29/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения концентрации газа в газожидхостных средах, например, при исследовании кавитационных качеств гидромашин, при решении задач прикладной гидродинамики .

Цель изобретения - повышение точности определения содержания газа в газокидкостных средах за счет учета газа, растворенного в жидкости.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для определения содержания газа в газотщкостных средах; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит последователв1- но соединенные генератор 1 видеоимпульсов и схему 2 задержки,последовательно соединенные кварцевый генератор 3, модулятор А, усилитель 5 мощности и первый акустический излучатель 6 звука, последовательно соединенные второй кварцевый генератор 7, второй модулятор 8, второй усилитель 9 мощности и второй акустический излучатель 10 последовательно соединенные приемный акустический преобраьэ

СЈ

05

зователь 11, селективный усилитель 12 третий модулятор 13 и регистратор 14, подключенные к виходу генератора 1 видеоимпульсов последовательно соединенные вторую-схему 15 задержки и формирователь 16 прямоугольных импульсов, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго модуляторов 4 и 8, последовательно соединенные третий кварцевый генератор 17, четвертый модулятор 18, третий усилитель 19 мощности и фокусирующий акустический излучатель 20 и второй и третий формирователи 21 и 22 прямоугольных импульсов, выходы которых подключены к управляющим - входам соответственно четвертого и третьего модуляторов 18 и 13, а входы - к выходам соответственно генера тора 1 видеоимпульсов и первой схемы 2 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 видеоимпульсов формирует синхронизирующие импульсы 23 (фиг. 2). Непрерывные гармонические колебания с частотами Е. и fn с выЧ

ходов кварцевых генераторов 3 и 7 поступают на сигнальные входи модуляторов 4 и 8, на выходах которых формируются радиоимпульсы, которые, усиливаются усилителями 5 и 9 мощности и излучаются в исследуемую жидкость излучателями 6 и 10, Период следования и длительность зондирующих сигналов опр еделяются периодом следования синхроимпульсов 23, задержанных второй схемой 15 задержки на времяС3ад, (24). На выходе первого формирователя 16 прямоугольных импульсов формиру ется импульс 25 длительностью В начале измерений задними фронтами синхроимпульсов 23 запускается второй формирователь 21 прямоугольных импульсов, на выходе которого формируются импульсы 26 длительностью иа под воздействием которых из непрерывных гармонических колебаний с частотой f, генерируемых третьим квар- .цевым генератором 17, на выходе четвертого модулятора 18 образуются радиоимпульсы 27, которые усиливаются третьим усилителем 19 мощности и подаются на вход излучающего фокусирующего излучателя 20. Под воздействием акустических колебаний в фокальной ob области фокусирующего излучателя

fru,.

Q 5 Q

5

0

5

0

5

0

5

20 выделяется растворенный газ. Б

следующий момент времени выделившиеся при дегазации жидкости газовые пузырьки одновременно облучаются сигналами 28 и 29 с частотами f и f, излучаемыми излучателями 6 и 10. Уровень рассеянного акустического сигнала в жидкости с выделившимися при дегазации пузырьками регистрируется на разностной частоте ( f) с помощью приемного преобразователя 11, установленного вне зоны воздействия акустических колебаний с частотами Ј и fg, и селективного усилителя 12, соединенного через третий модуля- тор 13с входом регистратора 14. Для уменьшения уровня шумов принимаемые сигналы стробируются во времени. Селекция сигналов во времени осуществляется с помощью первой схемы 2 задержки, запускаемой задними фронтами синхроимпульсов 23 и формирующей видеоимпульсы 30 длительностью t- здд.стр задними фронтами которых запускается третий формирователь 22 прямоугольных импульсов. Последний формирует видеоимпульсы 31 длительностью , управляющие работой третьего модулятора 13, который пропускает на вход регистратора 14 сигналы 32 разностной частоты, уровни которых несут информацию о концентрации растворенного газа в жидкости. По регистрируемому уровню принимаемых сигналов с помощью тарировочной кривой определяют концентрацию растворенного газа в жидкости.

Использование изобретения по сравнению с известным устройством, обеспечивает повышение точности определения концентрации газа в газожидкостной среде, так как предлагаемое устройство, наряду со свободным газом, позволяет учитывать газ,растворенный в жидкости. Возможность определения концентрации растворенного в жидкости газа дает возможность например, уточнять методики определения кавитацион- ных качеств гидромаыин.

Формула изобретения

Устройство для определения содержания газа в газожидкостных средах, содержащее последовательно соединенные генератор видеоимпульсов и схему задержки, последовательно соединенные кварцевый генератор, модулятор,

51

усилитель мощности и первый акустический излучатель звука, последовательно соединенные второй кварцевый генератор, второй модулятор, второй усилитель мопдности н второй акустический излучатель, и последовательно соединенные приемный акустический преобразователь, селективный усилитель, третий модулятор и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения содержания газа в газожидкостных средах, оно снабжено подключенными к выходу генератора видеоимпульсов последовательно -соединенными второй схемой задержки и

0

5

16

формирователем прямоугольных импульсов, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго модуляторов, последовательно соединенными третьим кварцевым генерато- ром, четвертым модулятором, третьим усилителем мощности и фокусирующим акустическим излучателем и вторым и третьим формирователями прямоугольных импульсов, выходы которых подключены к управляющим входам соответственно четвертого и третьего модуляторов , а входы подключены к выходам соответственно генератора видеоимпульсов и первой схемы задержки.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и.может быть использорано для определения концентрации газа в газожидкостных средах, например, при исследовании кавитационных качеств гндромашин, при решении задач прикладной гидродинамики. Целью изобретения является повышение точности определения содержания газа в газожидкостных средах за счет учета газа, растворенного в жидкости. В устройстве осуществляется облучение исследуемого объема газожидкостной среди ультразвуковыми сфокусированными волнами, обеспечивающими выделение в свободном виде растворенного в жидкости газа, и облучение образовавшейся двухфазной среды одновременно двумя ультразвуковыми волнами на различных частотах. С помощью приемника выделяется сигнал разностной частоты, по уровню которого судят о контролируемом параметре. 2 ил. с Ј

Щ BHJL

U6 6

Ud

911

Фаг. 1

Фив. 2