Способ измерения скорости перемещения жидкости Советский патент 1991 года по МПК G01P5/00 

1

(21)4346685/10 (22)21.12.87 (46)1505.91. Бюл. Мг 18

(71)Морской гидрофизический институт АН УССР

(72)Е.М.Филиппов (53) 532 574 (088 8)

(56) Авторское свидетельство СССР Мг 960269, кл G 01 Р 5/00, 1981

Чураев Н.В. и др. Применение изотопов и источников излучения в гидрологии и гидрогеологии. Атомная энергия(1965, г 18, № 3, с. 264 - 268.

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ fit РЕМЕЩЕНИЯ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к технике йг ргч -и скорости текучих сред и может быть игполь ,- Ne - но для измерения скорости перемешеии и-с-р ских вод и других жидкостей Цепьч - зе&сч тения является повышение чувствигелмггпч за счет расширения диапазона чзл.еренич - сторону низких значений Способ Заип о ся в облучении жидкости потоком нечтронов и сравнении излученных значений начальной и последующих через промежутки времени наведенных радиоактивности Ma t. Ci с экспоненциальным законом распределения радиоактивности 5 ил

Изобретение относится к технике измерения скорости текучих сред и может быть использовано для измерения скорости перемещения морских вод, например, при проведении морских гидрофизических исследований подъема глубинных вод, опускания поверхностных выхоложенных вод, а также при измерении скорости текучих сред в трубопроводах.

Цель изобретения - повышение чувствительности за счет расширения диапазона измерений в сторону низких значений скоростей перемещения.

На фиг, 1 показана общая компановка устройства, реализующего способ измерения скорости перемещения жидкости; на фиг. 2 - то же, блок-схема, на фиг. 3 - изменение со временем интенсивности излучения радионуклоидов 24 Na, на фиг. 4 - то же,

СП 1C

ОО

для радионуклоидов CI, на 5 - суммарные скорости счета наведенной радиоактивности Na и CI

Устройство для реализации сп : измерения перемещения жидкости (см фиг 1) содержит источник 1 нейтронного излучения, детектор 2 гамма-квантов, установленных друг от друга на расстоянии I Детектор 2 соединен кабелем 3 с пультом управление (не показан). Источник 1 и детектор 2 закреплены в общем каркасе 4, который установлен неподвижно относительно контролируемой среды Питание мелочника 1 нейтронного излучения осуществляют с помощью источника высокого и зарядного напряжения 5 со схемами коммутации Детектор 2 содержит несколько счетчиков 6 и 7 с усилителями 8 и 9 (на фиг 2 показаны два счетчика и усилителя) формирователь 10

CN

г

t-i

импульсов, источник 11 макального и управляющих напряжений, а также схемы разделения каналов информации и питающих напряжений, работающих при соединении погружной системы с помощью кабеля 4 с наземным пультом 12, с которого осуществляется упрвление работой как источника 1 нейтрального излучения, так и детектора 2 гамма-квантов.

Способ измерения скорости перемеще- ния жидкости осуществляют следующим образом.

По сигналу с пульта 12 управления включается нейтронная трубка 1 и потоком нейтронов облучают объем морской воды внутри каркаса 4 в течение интервала времени t. Затем нейтронная трубка выключается и с этого момента в течение времени t0 ведется избирательное выделение и измерение интенсивностей гамма-излучения ра- дионуклоидов натрия и хлора, т.е. наведенной активности N0. Затем последовательно в следующие промежутки времени ti и t2 измеряют новые значения наведенной радиоактивности NI, N2, причем резуль- таты этих измерений выражают в относительных единицах

N Ni/No, N2/N0, Мз/No и т.д. Полученные результаты для разных скоростей перемещения воды показаны на фиг. 3 и 4. При отсутствии движения воды спад наведенной ради&активности происходит по экспериментальному закону (см. кривые О на фиг. 3 и 4). При движении воды по направлению к детектору происходит нара- стание наведенного эффекта, и чем больше скорость движения воды, тем выше на оси ординат будет находиться измеряемая величина N. При направлении воды от детектора 2 кривые будут располагаться ниже кривой 0 (на фиг. 3, 4 не показано). В этом случае целесообразно использовать вариант устройства реализации способа, в котором в каркасе 4 дополнительно установлен второй детектор, симметрично первому, но

Погрешности измерения скорости движения воды во временном интервале 0,5 - 1ч , I 25 см.

под нейтронной трубкой на одной линии с ней.

Способ может быть также реализован и при измерении суммарной наведенной активности хлора и натрия при использовании в качестве измерительного устройства интегрального интенсиметра в пульте 12. О скорости вертикального или горизонтального (в зависимости от установки каркаса 4) перемещения жидкости можно судить по заранее построенной градуировочной кривой N t (V) (см. фиг. 5), полученной экслеримет- нальным путем. Причем при измерении в интервале t2 зависимость регистрируемого эффекта от скорости перемещения воды проявляется в наибольшей степени, чем при измерении наведенного эффекта в интервале ti.

Данные о погрешности измерения скорости течения воды по регистрации наведенной активности натрия и хлора и их суммарного эффекта приведены в табл. 1 и 2.

Таким образом, с помощью предлагаемого способа стало возможным определять скорость перемещения в диапазоне от 0,3 до 6,0 х 10 см/с для любых разрезов (со слабой и сильной стратификацией) с точностью от 0,07 до 3,6%.

Формула изобретения Способ измерения скорости перемещения жидкости, заключающийся в создании радиоактивной метки путем облучения жидкости и измерения наведенной радиоактивности на заданном растоянии, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, облучение производят потоком нейтронов, наводят в жидкости ра- дионуклоиды 24 Na и х CI, проводят измерения начальной и последующих, через промежутки времени, наведенных радиоактивностей, а о скорости перемещения жидкости судят по отклонению значений измеренных радиоактивностей от экспоненциального закона.

Таблица

Погрешность измерения скорости перемещения воды во временном интервале 1 - 1,5 ч , I 25см,

Ч

х+«

Таблица2

Ntoir Hed.

, f/ час

11

t,vac

N. отн. ед

/ 16 У / час

час

М,имп

d-10 5 U,cn/c

Фиг.$

Гг

10 U, см/час 15