Устройство для определения концентрации растворенного газа в жидкости Советский патент 1991 года по МПК G01N29/02 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для дистанционного определения концентрации растворенного газа в жидкости.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности контроля неоднородности газосодержания по сечению исследуемой среды.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для определения концентрации растворенного газа в жидкости; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для определения концентрации растворенного газа в жидкости содержит генератор 1 гармонических колебаний, ключ 2, усилитель 3 мощности, вход которого соединен с выходом ключа 2. приемный преобразователь 4, регистратор 5, последовательно соединенные синхронизатор 6, формирователь 7 прямоугольных импульсов, схему 8 задержки и второй формирователь 9 прямоугольных импульсов, последовательно соединенные второй генератор 10 гармонических колебаний, второй ключ 11, второй усилитель 12 мощности и фокусирующий преобразователь 13, выполненный в виле кольца, генератор 14 модулирующих колебаний и амплитудный модулятор 15, акустический преобразователь 16 накачки, размещенный в отверстии фокусирующего преобразователя 13 соосно с последним и выполненный в виде кольца, в центре которого размещен приемный преобразователь 4, и перестраиваемый селективный усилитель 17. сигнальный вход которого соединен с выходом приемного преобразователя 4, а вход управления соединен с управляющим выходом генератора 14 модулирующих коо ел

Ч)

VI

лебаний, выход перестраиваемого селективного усилителя 17 соединен с сигнальным входом регистратора 5, синхронизирующий вход которого соединен с выходом синхронизатора б, выходы первого генератора 1 гармонических колебаний и генератора 14 модулирующих колебаний подключены соответственно к первому и второму входам амплитудного модулятора 15, а выход последнего подключен к сигнальному входу первого ключа 2, выход первого усилителя 3 мощноети подключен к преобразователю 16 накачки, а выход первого формирователя 7 импульсов - к управляющему входу второго ключа 11.

Устройство работает следующим образом.

Задними фронтами синхроимпульсов U 1(фиг. 1)с выхода синхронизатора 6, управляющего работой всего устройства, запускается первый формирователь 7 прямоугольных импульсов, на выходе которого формируются видеоимпульсы U 2 с необходимой длительностью tui и скважностью, определяемой периодом следования синхроимпульсов U 1. Задними фронтами видеоимпульсов U2 запускается схема 8 задержки, в качестве которой используется ждущий мультивибратор, на выходе которой формируются видеоимпульсы U 3 с регулируемой длительностью гзад, задним фронтом которого запускается второй формирователь 9 прямоугольных импульсов, формирующий видеоимпульсы U 4 длительностью TU2. Непрерывные колебания с частотой fi с выхода второго генератора 10 гармонических колебаний поступают на вход второго ключа 11, на выходе которого под воздействием водеоимпульсов U 2, поступающих на управляющий вход ключа 11, формируются радиоимпульсы U 5, которые усиливаются вторым усилителем 12 мощности и излучаются фокусирующим преобразователем 13, в фокальной области которого под воздействием сфокусированных акустических волн осуществляется дегазация жидкости с растворенным в ней газом, который выделяется в виде пузырьков. Гармонические колебания с несущей частотой f с выхода первого генератора 1 гармонических колебаний модулируются гармоническими колебаниями частотой Е с выхода генератора 14 модулирующих колебаний в амплитудном модуляторе 15. Амплитудно-модули- рованное колебание с выхода амплитудного модулятора 15 подается на сигнальный вход первого ключа 2, на выходе которого под воздействием видеоимпульсов U 4, подающихся на управляющий вход ключа 2, образуются радиоимпульсы U 6, которые усиливаются первым усилителем 3 мощности и излучаются в водную среду акустическим преобразователем 16 накачки. В результате

нелинейного взаимодействия излучаемых волн накачки с частотными компонентами амплитудно-модулированных колебаний f, (f-E), (f+E) в воде образуются акустические волны разностной частоты Е, облучающие

образующиеся при дегазации жидкости газовые пузырьки в фокальной области фокусирующего преобразователя 13. Акустические эхо-сигналы, рассеянные газовыми пузырьками, принимаются широкополосным приемным преобразователем 4, и в виде электрических сигналов U 7 поступают на вход перестраиваемого селективного усилителя 17, резонансная частота которого изменяется в соответствии с изменением

частоты колебаний генерируемых генераторов 14 модулирующих колебаний. Сигналы разностных частот, уровни которых несут информацию о концентрации газовых пузырьков в жидкости, регистрируются регистратором 5.

Использование изобретения обеспечивает преимущества, заключающиеся в возможности дегазировать исследуемую жидкость в заданых областях, расположенных на оси фокусирующего преобразователя, и тем самым обеспечивается возможность контролировать неоднородность газосодержания по сечению исследуемой среды.

35

Формула изобретения

Устройство для определения концентрации растворенного газа в жидкости, содержащее генератор гармонических колебаний, ключ, усилитель мощности, вход которого соединен с выходом ключа, приемный преобразователь и регистратор, отличающееся тем, что. с целью расширения области применения за счет возможности

контроля неоднородности газосодержания по сечению исследуемой среды, оно снабжено последовательно соединенными синхронизатором, формирователем прямоугольных импульсов, схемой задержки и

вторым формирователем прямоугольных импульсов, последовательно соединенными вторым генератором гармонических колебаний, вторым ключом, вторым усилителем мощности и фокусирующим преобразователем, выполненным в виде кольца, генератором модулирующих колебаний и амплитудным модулятором, акустическим преобразователем накачки, размещенным в отверстии фокусирующего преобразователя соосно с

последним и выполненным в виде кольца, в центре которого размещен приемный преобразователь и перестраиваемым селективным усилителем, сигнальный вход которого соединен с выходом приемного преобразователя, а вход управления соединекс управляющим выходом генератора модулирующих колебаний, выход перестраиваемого селективного усилителя соединен с сигнальным входом регистратора, синхронизирующий вход которого соединен с выходом

синхронизатора, выходы первого генератора гармонических колебаний и генератора модулирующих колебаний подключены соответственно к первому и второму входам амплитудного модулятора, а выход последнего подключен к сигнальному входу первого ключа, выход первого усилителя мощности подключен к преобразователю накачки, а выход первого формирователя прямоугольных импульсов - к управляющему входу второго ключа.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для дистанционного определения концентрации растворенного газа в жидкости Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности контроля неоднородности газосодержания по сечению исследуемой среды В устройстве осуществляется дегазация заданного объема исследуемой жидкости с помощью фокусирующего ультразвукового преобразователя и облучение двухфазной среды амплитудно-модулировэннои волной накачки. О концентрации газа в жидкости судят по уровню акустического отклика разностной частоты при различных фокусных расстояниях фокусирующего преобразователя , что обеспечивает возможность контроля неоднородности газосодержания по сечению исследуемой среды 2 ил

1

%

W

0i/e2