Устройство для измерения характеристик двухфазного потока Советский патент 1981 года по МПК G01N11/16 

154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХФАЗНОГО

ПОТОКА

Изобретение относится к области теплотехники, преимущественно к теплотехнике энергетических установок; и предназначено для измерения хара ктери тик (в частности паро- и газосодержания) парожидкостных и газожидкостных потоков пузырьковой и капельной структуры в любой области концентраций в широком диапазоне температур и давлений. Известно устройство для непрерывного измерения плотностей жидкостей, основанное на одновременном измерении акустического сопротивления иссле дуемой среды и скорости распространения звука в ней Г1 Недостатком устройства является т что датчик-пьезопреобразователь, помещенный в исследуемую среду, наклады вает ограничения на допустимую темпер туры среды; двухфазный поток, вследствие сильной эрозии, быстро выводит из строя пьезопреобразователь; применимость устройства ограничена в тех областях паросодержаний, где велико поглощение звука. Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для измерения характеристик потока по изменению акустического сопротивления среды, содержащее спиральный акустический волновод с электромеханическим преобразователем и схему измерения параметров акустичес кого сигнала ., Недостатком известного устройства является его .низкая чувствительность при измерении суммарного (по сечению) параметра, например, паросодержания двухфазного потока. Цель изобретения - повышение чувствительности . Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения характеристик двухфазного потока, содержащем спиральный акустический волновод с злектвомехяническим поеоЯояяовате- 38 лем и cxeMv иямеоений параметров аку стического сигнала, волновод выполнен в виде конической спирали, соединенной со стороны наибольшего витка с преобразователем. На чертеже показано устройство для измерения характеристик потока по изменению акустического сопротивления среды. Устройство содерясит спиральный акустический волновод 1, электромеханический преобразователь Zj прикрепленный к свободному торцу прямого участка датчика выведенного через стенку трубопровода 3 наружу и электрическую схему. Электрическая схема включает генератор 4 радиоимпульсов вырабатывающий импульсы амплитудой 300 В с частотой заполнения 180 кГц и частотой следования 50 Гц временного селектора 5, усилителей 6 и 7, пиковых вольтметров 8 и 9 и индикатора JO. Устройство работает следукщик образом, Радиоимпульсы с генератора 4 подаю тся на пьезопреобрдзователь 2, которы излучает в спиральный датчик 1 ультразвуковые импульсы. Из серии i Horoкратных отражений импульса от другого торца датчика схема временного селектора 5 пропускает одно отражение, которое затем поступает на усилитель 6 и пиковый вольтметр 8. На выходе пикового вольтметра образуется сигнал постоянного тока, пропорциональный ам плитуде отраженного имПульса, Этот сигнал поступает на одно из плеч ин дикатора 10, На другое плечо индика тор для компенсации подается сигнал с регулируемой амплитудой, который снимается с того же генератора 4 импульсов и проходат через аналогичщле блоки (усилитель 7 и пиковый вольтметр 9), Регистрируемый индикатором 10 разбаланс между рабочим и компенсирующим сигналами однозначно связан с ослаблением отраженного импудьса. т.е. с иэмеряе « 1м параметром, наприг; мер паросодержанием. Технико-экономическая эффективность устройства состоит в том, что кони ческая форма спирали, ось которой размещается пп псИцТрувопровода с двухфазным потоком, позволяет, не загромояадая сечения, обеспечить контакт поверхнд9ти датчи1чв со всеми слоями потоца, находящимися на раз- , личньпч расстояниях от оси, т.е. обеспечить измерение усредненного по сечению трубопровода паросодержаиия. Устройство позволяет нхмерять истинное паросодерЖ4Иие (или гаэосодержание) в пределах от О до 100% с пограпностью не более 2-5%, Устройство может быть использовано для измерения любых характеристик потока, связанных с изменением акустического сопротивления среды. формула изобретения Устройство для измерения характеристик двухфазного потока, содержащее спиральный акустический волновод с электромеханическим преобразователем и схему измерений параметров акустического си1;нала о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, q Целью повьшения чувствительности, волновод выполнен в виде конической спирали, соединенной со стороны наибольшего ВИТКЕ с преобразователем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе , Исаев А,А,, Химунин Л,С. Ультразвуковой плотномер, - А1 у ;тчческий журнал. М,, 1962, т,ЦИ, вып. 3, с, 308-313о 2. Лепендин Л.Ф., Дюдин р.В. Применение волноводных систем для целей контроля. Труды ТРИ. Прикладная акустика - Ш, вып. 22, Таганрог, 1971, с. 255-263,