Способ измерения сплошности потока жидкости Советский патент 1991 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и приборостроению в частности к измерению параметров потоков двухфазных сред, транспортируемых по трубопроводам к магистралям.

Цель изобретения - повышение чувствительности измерений

На фиг. 1 приведена конструкция датчика для осуществления предлагаемого способа измерения сплошности потока жидкости; на фиг 2 - зависимость чувствительности S дат чика от диэлектрической проницаемости Ј тр диэлектрической грубы.

Датчик для измерения сплошности потока жидкости содержит металлический корпус 1. свернутый в спираль и образующий спиральную линию задержки, диэлектрическую трубу 2, внутри которой протекает исследуемая жидкость 3, и металлический экран 4, установленный на диэлектрической втулке 5.

Способ измерения сплошности потока жидкости осуществляется следующим образом

Электромагнитная волна, возбуждаемая в замедляющей системе, образованной проводником 1 и спиральной линией задержки, заключенной в экран 4, распространяется вдоль оси системы с фазовой скоростью, меньшей скорости света и зависящей от сплошности контролируемой жидкости 3 При малой диэлектрической проницаемости трубы 2; Гр 0,25f и большой диэлектрической проницаемости жидкости 3 Јж 10 поле в основном локализовано в пространстве между экраном 4 и спиралью 1, так как на границе диэлектрической трубы 2 и жидкости 3 поверхностная замедленная волна, распространяющаяся в системе, из-за сильной неоднородности претерпевает отражение, слабо проникая в жидкость 3 Этот эффект аналогичен отражению плоской волны от поверхности материала с большой диэлектО

sl

ГО СА) Ю

О

рической или магнитной проницаемостями. В этом случае чувствительность устройства

с - А

(где Деж - малое изменение-диэлектрической проницаемости жидкости; Лп -изменение замедления волны) мала. При выполнении диэлектрической трубы 2 с диэлектрической проницаемостью Јтр (0,25-0,5) ЕЖ происходит эффективное проникновение поля волны в трубу 2 и жидкость 3 и достигается максимум чувствительности. При увеличении диэлектрической проницаемости трубы 2еТр 0,5 еж поле электромагнитной волны в большей степени локализуется в трубе, меньше проникая в жидкость 3, и чувствительность к изменению диэлектрической проницаемости жидкости Јж уменьшается, что подтверждается представленной на фиг. 2 зависимостью чувствительности устройства S от диэлектрической проницаемости трубы 2 при значении диэлектрической проницаемости жидкости Јж 20 и толщине трубы 2 мм, полученной путем решения дисперсионного уравнения спиральной замедляющей системы. Измеряя изменения фазового замедления электромагнитной волны, можно определять с помощью градуировочной зависимости сплошность потока жидкости.

Таким образом, выполнение чувствительного элемента в виде спирали, намотанной на диэлектрическую трубу с диэлектрической проницаемостью ЈТр (0,25-0,5) Јж , позволяет увеличить проникновение электромагнитного поля в контролируемую среду, что приводит к увеличению чувствительности при контроле сплошности широкого класса сред с боль- 0 шой диэлектрической проницаемостью, таких как вода, водные растворы кислот и щелочей.

Формула изобретения Способ измерения сплошности потока жидкости, включающий пропускание исследуемой жидкости через диэлектрическую трубу, размещенную внутри спиральной линии задержки, в которой возбуждают элект- ромагнитную волну, и измерение параметров электромагнитной волны, прошедшей через спиральную линию задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности измерений, диэлектрическую проницаемость Етр материа- 5 ла диэлектрической трубы выбирают из условия

Јтр (0,25-0,5) еж ,

0 где Јж - диэлектрическая проницаемость исследуемой жидкости.

5

0

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для измерения параметров потоков сред, транспортируещих по трубопроводу. Цель изобретения - повышение чувствительности измерений. Датчик для осуществления предлагаемого способа измерения сплошности потока жидкости содержит металлический экран 4, закрепленный на втулке 5, внутри которой размещена диэлектрическая труба 2, на которую намотан металлический проводник 1 в виде спирали. Цель достигается при выполнении диэлектрической трубы 2 из материала, параметры которого выбраны из условия ε_тр = (0,25 - 0,5)ε_ж, где ε_тр и ε_ж - соответственно величины диэлектрической проницаемости материалов трубы 1 и исследуемой жидкости 3. 2 ил.

Ли г. 1

50

js

15 5 7,5 Ю 12,5 15 Г7.5Јтр

Фиг. 2