СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА ЖИДКОСТИ Советский патент 1965 года по МПК G01P5/20 

Предложенный способ основан на использовании эффекта Мессбауэра, в котором величина резонансного поглощения гамма-лучей без отдачи в определенном диапазоне скоростей зависит от величины и знака скорости источника гамма-лучей относительно поглотителя (или поглотителя относительно источника).

Известны способы непрерывного бесконтактного измерения скорости потока жидкости с помощью радиоактивных добавок, согласно которым измеряют, например, изменение интенсивности излучения короткоживущих изотопов.

Способ, являющийся предметом данного изобретения, состоит в том, что в жидкость, протекающую по изолированному объему, вводят нерадиоактивную добавку - поглотитель химического соединения элемента (например Sn, Fe), на котором можно наблюдать эффект Мессбауэра и изменение скорости счета гамма-квантов, связанное с доиплеровским смещением линий, возникающим в резулЕ тате перемещения добавки-поглотителя относительно источника резонансных гамма-квантов.

щенпя для разных соедпнении находятся на различных значеннях скорости поглотителя. Химическое соединение подбирают таким образом, чтобы для иего максимум резонансного поглощения гамма-лучей был примерно на половину ншрнны лннин сдвннут относительно линии испускания источиика гамма-лучей соответствующей энергии. В этом случае спектр используемого соединения оказывается таким, что пулевая скорость поглотителя соответствует прпблизительио середине левой или правой ветви резонансного поглощения гамма-лучей. Всякое изменение скорости вызывает соответствующее уменьщение или увеличеиие счета гамма-квантов, прошедших через поглотитель, причем эти пзменения чувствительны как к изменению величииы, так и знака скорости поглотителя. Диапазон | онтролируемых скоростей нриблиз1 тельно

г, Г

равен от- до -f -у,где Г -ширина линии

гамма-лучеи на порезонансного поглощения ловине высоты лннщ:.

Как видно из фиг. 1. на которой показан один из возможных мессбауэровских спектров Snii9 (по оси абсцнсс отложена скорость поглотителя, равная скорости потока жидкости, а по оси ординат-скорость счета гаммаквантов, прошедших через поглотитель), на

правой и левой (от максимума) ветвях кривой существует приблизительно линейная зависимость скорости счета гамма-квантов, прошедших через поглотитель, от скорости поглотителя.

Способ может быть осуществлен с помощью устройства схематически показанного на фиг. 2.

Источник 1 гамма-лучей соответствующей энергии и детектор 2 гамма-лучей расположены на оси, составляющей угол а с осью трубонровода 3, по которому протекает жидкость 4 с введенной в нее добавкой-поглотителем. Трубопровод 3 выполнен из вещества, прозрачного для гамма-квантов соответствующих энергий. Детектор 2 подключен к блоку 5 измерения скорости счета гамма-квантов, проградуировапному в единицах скорости потока жидкости. Измеряемая устройством скорость V связана со скоростью потока V „ соотношением

V V - cosa.

Способ применим для контроля величины и знака скорости.

Диапазон измеряемых скоростей можио изменять, варьируя величину Г путем изменения толщины источника и количества поглотителя. Кроме того, возможности способа могут быть расщирены использованием в качестве добавки вещества, мессбауэровский спектр которого состоит не из одной, а из нескольких линии резонансного поглощения гаммаквантов.

Для расширения диапазона измеряемых скоростей источник гамма-лучей можно нриводить в движение с некоторой известной скоростью относительно трубопровода вдоль направления течения жидкости.

Измеряемая с помощью устройства скорость

V связана в этом случае со скоростью потока

У „ и скоростью источника Vi,c,n соотнощением

V (п ист ) COSa .

Количество добавки, вводимой в жидкость, может быть уменьщеио за счет применения обогащенных изотопов.

Предмет изобретения

Способ бесконтактного измерения скорости потока жидкости, основанный на резонансном поглощении гамма-квантов источника, проходящих через жидкость, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности и упрощения процесса измерений, в л идкость вводят нерадиоактивную добавку - поглотитель химического соединения элемента, на котором

можно наблюдать эффект Мессбауэра, и измеряют изменение скорости счета гамма-квантов, вызванное смещением резонансной кривой.