Устройство для измерения скорости жидкости в двухфазном потоке Советский патент 1982 года по МПК G01P5/08 

Изобретение относится к технике измерения параметров двухфазных газожидкостных потоков, таких как сред няя скорость жидкости и среднеквадратичное значение пульсаций скорости жидкости. По основному авт. св. № известно устройство для измерения скорости жидкости, состоящее из датчика (катод-анод), емкости с электролитом, источника постоянного напряжения, генератора переменного напряжения, широкополосного усилителя постоянного тока, фильтра нижних частот, ключа, формирователя и регистрирующего прибора. Генератор пере.менного напряжения включен между дат чиком и источником постоянного напряжения, фильтр нижних частот и ключ подключен к рег1 стрирующему прибору Управляющий вход ключа соединен с выходом широкополосного усилителя через последовательно соединенные формирователь и фильтр верхних частот 1. Недостатком указанного устройства является то, что при измерении пульсационных характеристик скорости жидкости (например, среднеквадратичного значения пульсаций скорости жидкости) провалы сигнала до нуля в момент прохождения пузырей газа внесут большой вклад выходной сигнал, превосходящие вклад от пульсаций скорости жидкости. Это снижает достоверг., ность пульсаций скорости жидкости в двухфазном потоке. Цель изобретения - повышение достоверности измерений пульсаций скорости жидкости в двухфазном потоке. Это достигается тем, что в устройство дополнительно введен второй ключ и регулируемый источник постоянного напряжения, соединенный через второй ключ с регистрирующим прибором, при этом управляющий вход второго ключа соединен с формирователем.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы напряжений при работе устройствав двухфазном потоке.

Устройство для измерения скорости жидкости в двухфазном потоке включает датчик (катод 1, анод 2), помещенный в раствор электролита, генератор 3 переменного напряжения, последовательно соединенный с источником k постоянного напряжения, широкополосной усилитель 3 постоянного, тока, на выходе которого подключены параллельно фильтр 6 нижних частот, соединенный с первым ключом 7 и фильтр 8 верхних частот, соединенный с формирователем 9. выходной сигнал которого управляет первым ключом 7 и вторым ключом 10. Выход первого ключа 7 соединен с регистрирующим прибором 11. Регулируемый источник 19 постоянного напряжения соединен с вторым ключом 10, выход которого соединен с регистрирующим прибором 11.

Напряжение источника 12 устанавливается равным.среднему значению выходного напряжения первого ключа 7Указанное напряжение подается на вход регистрирующего прибора через второй ключ 10. Этот ключ управляется выходным напряжением формирователя 9 и открывается в момент времени, соответствующий газовой фазе, когда первый ключ 7 заперт. Таким образом, на вход регистрирующего прибора подается либо выходное напряжение фильтра 6 нижних частот (в моменты, соответствующие жидкости), либо напряжение от источника 12.

Второй ключ 10 работает впротивофазе с первым ключом 7 когда последний заперт, второй 10 открыт и наоборот. В моменты нахождения датчика в жидкости первый ключ открыт; через него на регистрирующий прибор проходит сигнал с выхода усилителя, соответствующий скорости жидкости в измеряемой точке. В моменты, соответствующие газовой фазе, через запертый первый ключ не проходит выходное напряжение усилителя, а через открытый второй ключ на регистрирующий прибор подается только напряжение с источника регулируемого постоянного напряжения, равного среднему значению выходного напряжения усилителя за моменты времени, соответствующие жидкости. В результате качественно

меняется форма сигнала, поступающего на регистрирующий прибор. Если в известной схеме а моменты, соответствующие газовой фазе, имеет место резкое падение сигнала до нуля, то в новой схеме в моменты, соответствующие газовой фазе, сигнал остается на уровне, равном среднему значению сигнала в моменты, соответствующие жидкости. Поскольку любой прибор, измеряющий среднеквадратичное значение, регистрирует отклонение напряжения от среднего значения, моменты соответствующие газовой фазе, вносят нулевой вклад в среднеквадратичное значение сигнала.

На фиг. 2 приведены диаграммы напряжений при работе предлагаемого устройства в двухфазном потоке; на фиг. 2а - выходной сигнал ключа 7. В моменты, соответствующие газовой фазе, сигнал падает до нуля (ключ заперт). На фиг. 26 - выходной сигнал второго ключа 10, О- устанавливаемое на источнике 12 среднее значение выходного напряжения первого ключа. На фиг. 2в - сигнал, поступающий на регистрирующий прибор /при совместной обоих ключей) .

Следует отметить, что в качестве регулируемого источника постоянного напряжения можно использовать просту электронную схему, которая автоматически устанавливает на выходе напряжение, равное среднему значению вы-с ходного напряжения первого ключа. Это позволяет упростить и ускорить процесс измерения.

Предлагаемое устройство может быт применено также и для измерения более сложных характеристик двухфазного потока с использованием стандартной измерительной аппаратуры. Можно применять его, например, для измерения спектральной плоскости пульсаций скорости жидкости в двухфазном потоке, а также (при использовании двухканального варианта предлагаемого устройства)для измерения коэффициентов корреляции си|- налов в различных точках потока и взаимных спектров

Использование предлагаемого устройства позволяет применить при измерении пульсаций скорости жидкости в двухфазном потоке простые и дешевы приборы, что существенно расширяет возможность применения устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорое ти ж11дкости в двухфазном потоке по авт. св. № , о т л и ч а щ е е с я тем , что, с целью повышения достоверности измерений пуль саций скорости жидкости в двухфазном потоке, оно снабжено вторым .ключом и регулируемым источником

9535716

постоянного напряжения, соединенным через второй ключ с регистрирующим прибором, а управляющий вход .второго ключа подключен к выходу формироваю 5 Теля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ° № , кл. G 01 Р 5/08, 1977.

Фиг

f2