Устройство для определения концентрации твердой фазы в жидких средах Советский патент 1982 года по МПК G01N21/85 

Изобретение относится к устройствам для непрерывного автоматического определения концентрацик твердой фазы в жид ких средах. Известно устройство для определения концентрации твердой фазы в жидких средах путем просвечивания плоской струи жидкости Недостатком данного устройства является невысокая точность измерений. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для определения концентрации твердой фазы в жидких средах, содержащее источ Ник света ипоследовательно расположенные по ходу излучения колламирующую линзу, плоскую насадку с окном для просвечивания, образованным боковыми на- гравляющими, являющимися продолжением боковых стенок насадки и выходными кро ками длинных стенок насадки, ,и фотоприемникГ JНедостатком известного устройства является невозможность поддержания постоянной толщины плоской струи жидкости в 1роцессе просвечивания ее световым потоком, так как при переходе жидкости из цилиндрического трубопровода в плоскую насадку создаются местные сопротивления. Поток жидкости становится турбулентным, жидкости в сечении отверстия движутся по непараллельным между собой. траекториям, что обуславливает изменение площади поперечного сечения струи по выходе ее из отверстия. При этом наблюдается также и изменение формы .струи (так называемое явление инверсии струи), в основном вызываемое действием сил поверхностного натяжения, что особенно проявляется при истечении через некруглые отЬерстия. Боковые направляющие, вьшолненные в виде плоских пластин и предназначенные для удержания постоянной толщины, не обеспечивают стабильность imocкой струи, что Вызывается перечисленны. ми причинами и, кроме этого, как пока,эали эксперименты, наблюдается отрыв струи от плоской поверхности боковых нащзавляющих, вызываемый сжатием струи iпри инверсии ее), кроме этого, стенки насадок создают сопротивление перемещению потока жидкости в ней. При этом эпю ра скоростей такова, что скорость перемещения элементарных частиц жидкости уменьшается по направлению от продольной оси до боковых стенок насадки. Это нарушает равномерность и стабильность плоской струи, что точность опре деления концентрации твердой фазы в жид костид Целью изобретения является повышени точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник света и последовательно расположенные по ходу излучения коллимирующую линзу, плоскую насадку с окном для просвечивания, образованным боковыми направляющими, являющимися продолжением боковых стенок насадки и выходными кромками длинных стенок насадки, и фотоприемник, боковые направляющие выполнены в виде полых полуцилиндров и по всей сво ей длине имеют равномерно расположенны отверстия, в виде капилляров, а выходные кромки длинных, стенок насадки выполнены в виде кривой, конгруэнтной эпюре ско ростей потока жидкости. На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - плоская насадка. Устройство состоит из источника 1 св та, фотоприемника .2, установленной межд ними плоской насадки 3, лилзы 4, диафра мы 5. Плоская насадка (фиг. 2) имеет боковые стенки насадки 6, продолжением кото рых являются боковые направляющие 7. Боковыми направляющими 7 и выходными кромками 9 длинных стенок 8 насадки об разовано окно 1О для просвечивания. Боковые направляющие 7 выполнены в виде полукругов и снабжены равномерно расположенными отверстиями 11 в виде капилляров. Устройство работает следующим образом. Контролируемая жидкость под постоянным давлением из напорной емкости поступает в плоскую насадку 3. Световой по ток от источника 1 света через линзу 4 хросвачивает поток жидкости, проходящий через окно 10 насадки, которое образоваНО боковыми направляющими 7 (фиг. 2) и выходными кромками 9 длинных стенок насадки, затем световой поток попадает на фотоприемник 2. После выхода из насадки по указанным причинам, стабильность струи (по ее структуре и толщине) может .ухудшаться. С целью устранения указанных недостатков и удержания стабильной струи жидкости в зоне просвечивания насадка снабжена двумя боковыми направляющими 7, выполненными в виде полукругов и являющимися продолжением боковых стенок насадки 6, что способствует уменьшению местных сопротивлений. Кроме этого, форма боковых направляющих препятствует сжатию струи и отрыву ее от поверхности боковых направляющих. Боковые направляющие по всей своей длине имеют равномерно расположенные отверстия в виде капилляров 11, в которых задерживается жидкость и создается пограничный слой жидкости, который отделяет основной поток жидкости от соприкосновения с .поверхностью боковых направляющих, тем самым уменьшается сопротивление перемещению жидкости, т.е. эпюра скоростей перемещения элементарных частиц жидкости несколько выравнивается, чтб создает условия для увеличения ламинарности потока, т.е. для увеличения стабильности струи.. Выходные кромки 9 длинных стенок насадки выполнены в виде кривой, конгруэнтной эпюре скоростей элементарных частиц потока жидкости, в результате чего изменение скоростей в потоке, в направлении от боковых стенок до продольной оси насадки, получается более плавным и незначительньгм, что положительно влияет на ламинарность струи. В результате указанных мер плоская струя по своей структуре и толщине по- . лучается стабильной, что существенно влияет на точность определения содержания твердой фазы в жидкости. Формулаизобретения Устройство для определения концентрации твердой фазы в жидких средах, содержащее источник света и последователь.но расположенньге|по ходу излучения кол- лим{фующую линзу, плоскую насадку с окном для .гфосвечивания, образованным боковыми на1фавляющими, являющимися продолжением боковь1х стенок- насадки и выходными кромками длинных стенок насадки, и фотох эиемник, отличающее59763с я тем, что, с целью повышения точноети иамерекий боковые направляющие выполнены в виде полых полуцилиндров и по всей своей длине имеют равномерно расположенные отверстия в виде капилляров, а выходные кромки длинных стенок насадки выполнены в ввде кривой, конгруэнтной эпюре скоростей потока жидкости. 5 57« Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Ь Авторское свидетельство СССР Ms 311183. кл. G OlN 21/ОО, 1966. 2. Авторское свидетельство СССР NS 457О16, кл. G О1 N 21/ОО, 1972 (прототип)..