Устройство для определения характеристик многофазного турбулентного потока Советский патент 1979 года по МПК G01D5/44 

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для синхронной регистрации полного давления и фазы в многофазном турбулентном потоке легкодеформируемыми дисперсиями, размер которых больше отверстия полного давления, причем каждая фаза Потока должна отличаться по электропроводности от других фаз.

Известно устройство для измерения полного давления, содержащее гидрометричес-. кую трубку, мембранный блок и тензорезисторы, выполняющие функцию чувствительного элемента 1.

Недостатком устройства является его непригодность для синхронной регистрации пол ного давления и фазы в многофазном турбулентном потоке.

Известно также устройство для синхронной регистрации полного давления и фазы в многофазном турбулентном потоке, содержащее датчик полного давления, по контуру отверстия полного давления которого расположены игольчатые электроды и кольцевой электрод 2.

Недостатком такого устройства является то, что измерения эффективны только при скоростях потока более 3 м/с, так как при более низких скоростях сказывается эффект смачивания. Кроме этого, увеличивается зона торможения датчика из-за наличия в области динамического отверстия кольцевого электрода, что приводит к ухудшению частот ной характеристики датчика. Устройство обладает низкой помехозащищенностью, так как незначительные изменения в электропроводности фазы могут привести к ложному срабатыванию системы.

Целью изобретения является расширение диапазона определяемых характеристик многофазного турбулентного потока и повышения точности путем улучшения помехозащищенности.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство, включающее датчик полного давления и электроды, расположенные по контуру отверстия полного давления, содержит импульсный генератор, инвертер, первый и второй формирователи импульсов, первый ( второй согласующие усилители, четыре селектора двойного совпадения и схему логического совпадения, при этом первый формирователь импульсов подключен к первому электроду и первым входам первого и третьего селекторов двойного совпадения, второй формирователь импульсов подключен к третьему электроду и к первым входам второго и четвертого селекторов двойного совпадения, второй электрод через первый согласующий усилитель подключен к вторым входам первого и второго селекторов, четвертый электрод через второй согласующий усилитель подключен к вторым входам третьего и четвертого селекторов двойного совпадения, все выходы селекторов подключены к схеме логического совпадения, импульсный генератор подключен к инвертору и первому формирователю коротких импульсов, ,а инвертор подключен ко второму формирователю импульсов.

Сущность изобретения поясняется чертежом на фиг. 1 и импульсно-временной диаграммой на фиг. 2. Устройство содержит генератор импульсов 1, инвертор 2, первый и второй формирователи 3 и 4 импульсов, первый и второй согласующие усилители 5 и 6, четыре селектора двойного совпадения 7, 8, 9, 10, схему логического совпадения 11 и электроды 12, 13, i4, 15, расположенные по контуру отверстия полного давления датчика.

Устройство работает следующим образом.

С импульсного генератора 1 импульсы поступают на первый фор.мирователь 3 импульсов, на выходе которого получаются импульсы длительностью в два раза меньше длительности входных, и на инвертор 2, через который импульсы попадают на второй фор.мирователь 4 импульсов. На импульсновременной диаграмме (фиг. 2) представлена работа каждого блока под своим померо.м. Первый формирователь 3 соединен с электродом 12 и первыми входами первого и третьего селекторов двойного совпадения 7 и 9. Формирователь 4 соединен с электродом 14 и первыми входами второго и четвертого селекторов двойного совпадения 8 и 10. Усилители 5 и 6 своими входа.ми подключены к электродам 13 и 15, а выходы подключаются соответственно к селекторам двойного совпадения 7 и 8, 9 и 10 и служат для усиления импульсов и согласования входных цепей селекторов. Селекторы 7-10 работают по схеме двойного совпадения и, следовательно, селекторы 7 и 9 пропускают импульсы только от формирователя 3, а селекторы 8и 10 - от формирователя 4.

Рассмотрим работу устройства, когда токопроводящая фаза перекрыла электроды 12, 13, 14. В этом случае на электрод 13 поступают импульсы через проводящую фаз,у от двух формирователей, через электрод 12 - от формирователя 3 и через электрод 14 - от формирователя 4. В этом случае работает только усилитель 5 и подает на вторые входы селекторов 7 и 8 сигналы с электрода 13. Селектор 7 «выбирает только импульсы, следующие от первого формирователя 3, селектор 8 «выбирает только импульсы, следующие от второго формирователя 4. С селекторов сигналы поступают на схему логического совпадения 11, которая в зависимости от комбинации сигналов, поступающих с выходов селекторов 7-10 выдает сигнал «логическая единица в случае соответствия критерию перекрытия динамического отверстия проводящей фазой, в

противном случае на выходе - «логический ноль. На импульсно-временной диаграмме (фиг. 2) представлена работа системы и при других случаях перекрытия.

В случае исследования потоков, где число фаз более двух и все они имеют различную электропроводность, вводится дополнительная селекция по амплитуде импульсов. Полезность данного устройства заклю-, чается в том, что оно позволяет в щироких

пределах изменения скоростей в многофазных многоскоростных потоках с легкодеформируемыми дисперсиями, размер которых не меньще размера динамического отверстия датчика и каждая фаза потока отличается от остальных фаз электропроводностью, синхронно измерять полное давление и фазы. Такие измерения позволяют получить сразу более тридцати характеристик многофазных многоскоростных потоков.

Формула изобретения

Устройство для определения характеристик многофазного турбулентного потока, включающее датчик полного давления и электроды, расположенные по контуру отверстия полного давления датчика, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона определяемых характеристик и повышения точности путем улучщения помехозащищенности, устройство содержит импульсный генератор, инвертор, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй согласующие усилители, четыре селектора двойного совпадения и схему логического совпадения, при этом первый, формирователь импульсов подключен к первому электроду и первым входам первого и третьего селекторов двойного совпадения, второй формирователь импульсов подключен к третьему электроду и первы.м входам второго и

5 четвертого селекторов двойного совпадения, второй электрод через первый согласующий усилитель подключен ко вторым входам первого и второго селекторов двойного совпадения, четвертый электрод через второй согла- . сующий усилитель подключен ко вторым входам третьего и четвертого селекторов двойного совпадения, все выходы селекторов подключены схеме логического совпадения, импульсный генератор подключен к инвертору и первому формирователю импульсов, а инвертор подключен ко второму формирователю импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Тняков В. Г. Биомедицинские датчики широкого применения на основе полупроводниковых тензорезисторов. Всесоюзная конференция по микроэлектронике. Тезисы докладов, Львов, 1975.

2.Авторское свидетельство по заявке № 2462210, кл. G 01 D 5/44, 1977.