Устройство для определения количества растворенных газов в жидкости Советский патент 1980 года по МПК G01N29/02 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть испол зовано для контроля количества растворенных газов в жидкости. Известно устройство 1 для измерения ко центрации газовой фазы в потоке жидкости, содержащее полый цилиндрический пьезоэлектрический Датчик, подключенный через резистор к ультразвуковому генератору, и индикатор, подключенный непосредственно к датчику. Однако этим устройством нельзя измерять концентрацию растворенных газов в жидкости. Известны также устройства 2, в которых растворенный газ предварительно выделяется в виде пузырьков в специальной измерительной ячейке, измеряется электропроводность среды с пузырьками при двух различных давлениях и по градуировочной кривой определяется количество растворенных газов. Процесс измерения этим устройством также достаточно трудоемок, поскольку связан с вакуумированием жидкости. Ближайшим по технической сущности к предложенному является устройство 3 для определения количества растворенных газов в жидкости, содержащее ультразвуковой генератор, соединенный с пьезоэлектрическим излучателем, и детектор. Однако это устройство достаточно сложно по конструкции и обладает недостаточной точностью измерения, особенно в диапазоне газосодержаний а 1,5% (для воды), то есть в диапазоне, представляющем наибольший интерес для практики. Это обусловлено тем, что зависимость порогового давления дегазации от количества растворенных газов в этом диапазоне газосодержаний выражена слабо. Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности измерения путем увеличения чувствительности устройства. Это достигается тем, что в устройство, содержащее генератор ультразвуковых колебаний, соединенный с пьезоэлектрическим излучателем, и детектор, введены счетчик импульсов, реле времени и электронный ключ, один вход которого через детектор соединен с излучателем. 371 -другой вход - с реле времени, а выход - со счеттком импульсов. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - осциллограммы напряжения в различных точках схемы устройства; на фиг. 3 - тарировочные кривые для воды к предложенному устройству (А) и к известному устройству () в условных единицахУстройство cocTOHt из ультразвукового гейератора 1, подключенного к детектору 2 и ndлому цилиндрическому излучателю 3, в который заливают исследуемую ядадкость 4. Выход детектора 2 соединен с одним из входов злектронного ключа 5, второй вход которого подключен к реле времени 6. Выход электронного ключа 5 подключен к входу счетчика импульсов 7. Устройство работает следующим образом. Исследуемую пробу жидкости 4 заливают в полый цилиндрический излучатель 3, который возбуждается от генератора 1 электрических колебаний с фиксированными частотой и амплитудой. Амплитуда напряжения генератора 1 выбирается таким образом, чтобы вьщеление газа из жидкости при ее дегазации обеспечивалось в виде стабильной последовательности оди ночных пузырьков, образующихся в фокусе излучателя 3 за счет процессов направленной диффузии растворенного , газа И3| жидкости в микропузырьки и их коагуляции. При достижении пузырьком размера больще резонансного он резко выталкивается акустичес кими радиационными силами из фокуса излучателя 3 к его стенке, а на его месте начинает зарождаться и расти новый пузырек. При удалении пузырька из фокуса излучателя изменяет ся нагрузка среды на излучатель и тем самым на генератор 1, чТо проявляется в образовании кратковременных выбросов напряжения на изл чателе (см. зпюру а на фиг. 2). Эти выброс выделяются детектором 2 (эпюра б) и используются для подсчета числа пузырьков, так как экспериментально установлено, что каждому пузырьку соответствует только один выброс напряжения. Для подсчета числа пузырьков импульсы с выхода детектора 2 подаются через электронный ключ 5 на счетчик импульсов 7. Электронный ключ управляется реле времени 6, которое по команде оператора вырабатывает перепад напряжения фиксированной длительности (эпюра в), открывающий на это время электронный ключ 5. Прошедише через электронный ключ 5 импульсы (эпюра г) подсчитываются счетчиком импульсов 7. Для определения количества растворенных газов of по показаниям счетчика импульсов для каждой жидкости предварительно снимают тарировочные кривые (n), где п - число импульсов зафиксированный отрезок времени. Тарировку производят по любому физическому прибору, определяющему абсолютное значение количества растворенных газов в жидкости. Формула изобретения Устройство для определения количества растворенных газов в жидкости, содержащее генератор ультразвуковых колебаний, соединенный с пьезоэлектрическим излучателем, и детектор, отличающееся тем, что, с целью |упрощения конструкции и повыщения точное- , ,ти измерения путем увеличения чувствительнос:ти устройства, оно снабжено счетчиком импульсов, реле времени и электронным ключом, один вход которого через детектор соединен с излучателем, другой - с реле времени, а выход - со счетчиком импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 42764, кл. G 01 N 29/02. 2.Перепелкин К. Е. Заводская лаборатория ХХУ № 10, с. 1213, 1959 год; 3.Авторское свидетельство СССР № 176450, кл. G 01 N 29/02, 1965 (прототип).

/

L

5

ДА Л Л Л А Л Л А

А А А А л А А А

г.2 Л Л Л Л Л

/

гиг.З Газосодер :ание,с(,

s -X.

2.5