Устройство для автоматического контроля массотепло-переноса жидких сред Советский патент 1975 года по МПК G01N27/22 

1

Изобретение относится к радиоэлектронным приборам и средствам автоматического контроля параметров сред в технологических процессах и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургии и других отраслях промышленности.

Известны устройства для автоматического контроля жидких сред, содержащие установленный в магистрали с контролируемой средой двухканальный преобразователь с акустическими излучателями и приемниками, подключенный к излучателям генератор непрерывного возбуждающего электрического напряжения, соединенные с приемниками через фазорегуляторы два усилителя с подключенными к ним блоками задержки автоматической регулировки усиления, суммо-разностный фазовый детектор и подсоединенный к его выходу регистрирующий блок, в котором для получения информации о втором параметре, помимо скорости потока, вводят дополнительную модуляцию и низкочастотный фазометр. Это при измерении массотеплопереноса требует введения бло«а умножения.

Цель изобретения - повышение чувствительности контроля массотеплопереноса. Это достигается за счет того, что устройство снабжено смесителем, например, емкостного типа, входы которого соединены с выходами усилителей, а выход - с одним из входов

суммо-разностного фазового детектора, и дополнительным фазорегулятором, входом подключенным к повышающему трансформаторному выходу генератора, а выходом - к второму входу фазового детектора.

Это позволяет повысить точность автоматического контроля массотеилопереноса жидких сред.

Схема описываемого устройства для автоматического контроля параметров движущихся сред, применительно к жидкостям в трубопроводах, приведена на чертеже, где 1 - двухканальный акустический измерительный преобразователь; 2- контролируемая жпдкость; 3-корпус; 4-акустически проводящие мембраны; 5-звукопроводы; 6, 7-излучатели ультразвука; 8, 9-приемники ультразвука; 10-генератор возбуждающего напряжения; 11, 12- фазорегуляторы принятых

сигналов; 13, 14-усилители принятых сигналов; 15, 16-блоки задержки автоматической регулировки усиления; 17-смеситель; 18-суммо-разностный фазовый детектор; 19, 20-эмиттерные повторители; 21, 22-нагрузочные трансформаторы; 23-26-вторичные обмотки трансформаторов; 27-30-баластные резисторы; 31, 32-диод и конденсатор фильтра-выпрямителя суммы сигналов; 33, 34-диод и конденсатор фильтра-выпрямителя разности сигналов; 35-дополнительный фазорегулятор; 36-ограничивающий резистор; 37-регистрирующий блок; 38-микроамиерметр; 39 - калиброванный резистор. Работа устройства заключается в следующем. Акустический измерительный преобразователь 1 на флаицах (на чертеже не показаны) устанавливается в разрез магистрального трубопровода с тем, чтобы через него проходил поток контролируемой жидкости, массотеплоперенос которой подлежит измерению. Для ввода ультразвуковых колебаний в жидкость в корпусе 3 преобразователя герметично установлены акустически проводящие мембраны 4, на последних с обеспечением акустического контакта - звукопроводы 5 с вмонтированными в них излучателями 6 и 7 и приемниками 8 и 9 ультразвука. Излучатели 6 и 7, возбуждаемые электрическим высокочастотным напряжением генератора 10, излучают через звукопроводы 5 и мембраны 4 ультразвуковые колебания в жидкость. Колебания, прошедшие через жидкость против направления потока, поступают на приемник 8, а прошедшие по направлению потока - на приемник 9, со сдвигом фазы друг относительно друга, пропорциональным скорости потока. Приемниками ультразвуковые сигналы преобразуются в электрические сигналы той же частоты. Принятые сигналы поступают через фазорегуляторы 11 и 12 в усилители 13 в первом канале и 14 во втором, охваченные обратной связью при помощи блоков 15 и 16. На входы смесителя 17, выполненного, например (как показано на чертеже) по емкостной схеме, подаются сигналы, стабилизированные по амплитуде посредством блоков 15, 16. Эти входы подключены к выходам усилителей противофазно друг относительно друга. На входе смесителя синусоидальное напряжение имеет амплитуду, пропорциональную скорости потока, и в случае отсутствия расхода равно нулю. Выходной сигнал смесителя поступает на один из входов суммо-разностного фазового детектора 18, выполненного на двух эмиттерных повторителях 19 и 20 с высокочастотными нагрузочными трансформаторами 21 и 22. Вторичные обмотки 23 и 24 трансформаторов включены друг относительно друга согласно, а обмотки 25 и 26 - в противофазе. Эти обмотки соединены между собой баластными резисторами 27-30 и подключены к выпрямителю суммарного (31-32) и разностного (33-34) напряжений, получаемых из напряжений, поступающих на входы детектора 18. На второй вход детектора на базу транзисторного триода поступает через дополнительный фазорегулятор 35 высокочастотное напряжение с повышающего выхода генератора 10. Амплитуда этого напряжения на порядо.к превышает напряжение сигналов, попадающих на входы смесителя 17 с усилителей 13 и 14. , С конденсаторов 32 и 34 выпрямителей разность выпрямленных напряжений, величина которой пропорциональна массотеплопереносу жидкости, через ограничивающий резистор 36 поступает в регистрирующий блок 37, содержащий последовательно соединенные микроамперметр 38, градуированный в единицах массотеплопереноса, и калиброванный резистор 39, с которого снимается напряжение разностного сигнала для документальной регистрации на стандартном самописце или шлейфовом осциллографе (не показанных на чертеже). При настройке устройства дополнительный фазорегулятор 35 устанавливают в такое положение, чтобы при неподвижной жидкости для начального значения ее температуры показания микроамперметра 38 были равны нулю. Предмет изобретения Устройство для автоматического контроля массотеплопереноса жидких сред, содержащее установленный в магистрали с контролируемой средой двухканальный преобразователь с акустическими излучателями и приемниками, генератор возбуждающего напряжения, фазорегуляторы, два усилителя, блоки задержки автоматической регулировки усиления, суммо-разностный фазовый детектор, регистрирующий блок, отличающеес я тем, что, с целью повышения чувст|ВИтельности контроля, оно снабжено смесителем, например, емкостного типа, входы которого соединены с выходами усилителей, а выход- с одним из входов суммо-разностного фазового детектора, и дополнительным фазорегулятором, вход которого подключен к дополнительному выходу генератора, а выход дополнительного фазорегулятора к второму входу суммо-разностного фазового детектора.