Устройство для определения количества растворенных газов в жидкости Советский патент 1982 года по МПК G01N29/02 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА РАСТВОРЕННЫХ ГАЗОВ В ЖИДКОСТИ

-

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля количества растворенных газов в жидкости в гидродинамике, химической технологии, биологии.

Известно устройство для определения количества растворенных гззов в жидкости, содержащее ультразвуковой генератор, соединенный с пьезоэлектрическим излучателем, и детектор til.

Недостатком этого устройства является его низкая точность.

Наиболее близкое к предлагаемому по технической сущности устройство ,5 для определения количества растворенных газов в жидкости содержит ультразвуковой излучатель, последовательно соединенные.детектор, электронный ключ и счетчик импульсов и генератор JQ высокой частоты 12.

Недостаток этого устройства заключается в значительной температурной погрешности вследствие зависимости

излучаемой мощности от резонансной частоты излучателя, что снижает точность определения.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными электродом, установленным на излучателе, фазовращателем , усилителем-формирователем, дифференцирующей цепочкой, генератором импульсов с кнопкой запуска, а вход детектора соединен с электродом.

На чертеже приведена блок-схема устройства для| определения количес1Тва растворенных газов в жидкости.

Устройство состоит из ультразвукового полого пьезокерамического цилиндрического излучателя 1, электрода 2 на излучателе и генератора 3 прямоугольных импульсов, выход которого соединен с излучателем 1, а вход через последовательно соединенные

дифференцирующую цепочку , усилитель-формирователь 5 и фазовращатель 6 - с электродом 2. Устройство содержит также счетчик7 импульсов, реле 8 времени и электронный ключ 9, один вход которого через детектор 10 соединен с электродом 2, другой вход - с реле 8, а выход - с счетчиком 7 импульсов. Один из,входов генератора 3 прямоугольных импульсов соединен также с кнопкой П запуска

Устройство работает следующим образом.

Исследуемую пробу жидкости заливают в.излучатель 1. При нажатии кнопки 11 запуска генератор 3 вырабатывает одиночный прямоугольный импульс, длительность которого выбирается близкой к половине периода собственных радиальных колебаний излучателя. Под воздействием этого импульса в излучателе 1 возбуждаются механические собственные колебания с частотой, зависящей от температуры жидкости.

Благодаря прямому пьезоэлектрическому эффекту в процессе колебани электрода 2 возникают электрические колебания, частота которых также равна собственной частоте излучателя- 1. , ,. .

Эти колебания после прохождения

череЗ-фазовращатель 6 усилителемформирователем 5 преобразуются в прямбугольные и после дифференцирования цепочкой k в виде импульсов соответствующей полярности подаются на вход ген ератора 3, вызывая его повторные запуски. Путем фазового сдвига колебаний фазовращателем 6 добиваются,чтобы запуск генератора осуществлялся в фазе с собственными колебаниями излучателя 1.

При изменении тем,пературы исследуемой жидкости изменяется период собственных колебаний излучателя 1 и, соответственно, частота запуска генератора 3. Таким образом, введение дополнительных элементов в устройство обеспечивает возбуждение излучателя всегда на резонансной частоте, т.е. постоянство излучаемо акустической мощности, независимо от температуры жидкости.

Амплитуда прямоугольных импульсов генератора 3 выбирается таким образом, чтобы выделение газа из .жидкости при ее дегазации обеспечивалось в виде стабильной последовательности одиночных пузырьков, об- разующихся в фокусе излучателя 1 за счет процесса направленной диффузии растворенного газа из жидкости в микропузырьки и их коагуляции. При удалении пузырька из фокуса излучателя на электроде 2 образуется кратковременный выброс напряжения, который выделяется детектором 10 и используется для подсчета числа пузырьков. Для этого импульсы с выхода детектора подаются через электронный ключ 9 на счетчик 7 импульсов. Электронный ключ управляется реле 8 времени, которое по

.команде оператора вырабатывает перепад напряжения фиксированной длительности, открывающий на это время электронный ключ 9. Прошедшие через

электронный ключ 8 импульаы подсчитывают счетчиком 7 импульсов.

Определение количества растворенных газов cL для каждой жидкости производится по тарировочным кривым ((i), где п- число импульсов за фиксированный отрезок времени.

Предлагаемое устройство при исследуемой жидкости - воде с температурой 10-25°С с использованием в качестве излучателя nohoro цилиндрического преобразователя с собственной частотой, равной 16,3 кГц, позволяет Иовысить точность определения количества растворенных газов в жидкости в три-четыре раза.

Формула изобретения

Устройство для определения количества растворенных газов в жидкости, содержащее ультразвуковой излучатель, последовательно соединенные детектор, электронный ключ и счетчик импульсов и реле времени, под- ключенное к другому входу ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными электродом, установленным на излучателе, фазовращателем, усилителем-формирователем, дифференцирующей цепочкой, генератором импульсов с кнопкой запуска , а вход детектора соединен с электродом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

. 1. Авторское свидетельство СССР № 176450, кл. G 01 N 29/02, 19б5.

2. Авторское свидетельство СССР № , кл. 6 01 N 20/02, 1978 (прототип).