Устройство для определения концентрации движущейся жидкости

 

((9) SU (и(СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ЫШ 01й 2 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ния концентрации жидкости в условиях переменного расхода, эа зоной нагрева на расстоянии х от измерительного термоприемника по ходу потока дополнительно установлен вто" рой измерительный термоприемник, включенный с компенсационным термоприемником в противоположные плечи дополнительной мостовой схемы, а расстояние Х определяется из выражения

;(= ь к (4 „)-" где К Ñ дг.— В

Ф =-я —1 (3< и „ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3383344/I8-25 (22) 29.01.82 (46) 30,07.83. Бюл. М 28 (72) Г.А.Соколов, В.А.Винк и В.Б.Басков (71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (53) 620.179.3(088.8) (56) 1, А вторское свидетельство СССР

N 445593, кл. G О1 N 25/18, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

И &17562, кл, G 01 М 25/18, 1981 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ДВИЖУЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ, содержащее нагреватель, тепло" вой преобразователь, измерительный и компенсационный термоприемники, включенные в противоположные плечи измерительной мостовой схемы,.аналого-цифровые преобразователи, вычислительное устройство и измерительный прибор,, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью определе%

ЕНИЯ / " :;;:::.;::.";;„-

f отноаение коэффициентов уси- gc ления второго и первого

I измерительных термоприемников; минимальный коэффициент теп- С лоотдачи.от стенки трубы к потоку; коэффициент теплопроводно-. сти материала стенки трубы; геометрический параметр,: соответственно наружный и. внутренний диаметры трубы.

1 10323S

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению концентрации движущейся жидкости.

Определение концентрации движущейся жидкости производится по изменению ее теплофизических свойств в функ" ции от содержания какого-либо компонента в движущейся жидкости.

Известны методы определения теплофизических свойств движущейся жидкости пропусканием ее через трубу с нагреваемыми или охлаждаемыми стенками 1 ).

К недостаткам укаэанных способов относятся необходимость измерения расхода жидкостей, ввод измерителей температуры непосредственно в

О поток жидкости и необходимость под" держания постоянными температуры стенок и жидкости до ввода ее в измерительный участок.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения концентрации движущейся жидкости, содержащее тепловой преобразователь, измерительный и компенсационный термоприемники, включенные.в противоположные плечи измерительной мостовой схемы,.аналого-цыфровые преобразователи, вычислительное устройство и измерительный прибор P2), Недостатками известного устройства являются применение дополнительной системы для создания постоянного давления на входе в измерительный преобразователь, что усложняет устройство и, кроме того, не обеспечивает постоянного расхода жидкости при изменении вязкости измеряемой среды. Кроме того, известное устройство неработоспособно s условиях переменных. расходов.

Цель изобретения - определение концентрации движущейся жидкости в условиях переменного расхода.

Поставленная цель достигается тем, что в усгройстве для определения концентрации движущейся жидкости, содержащем тепловой преобраэо" . ватель, измерительный и компенсационный термоприемники, включенные в противоположные плечи измерительной мостовой схемы,.аналого-цифровые преобразователи, вычислительное уст", ройство и .измерительный прибвр, за . 55 зоной нагрева на расстоянии М от измерительного термоприемника по ходу потока установлен второй измеритель"

3 2 ный термоприемник, включенный с компенсационным термоприемником в противоположные плечи дополнительной

Мостовой схемы, а расстояние Х определяется из выражения где K - отношение коэффициентов усиления второго и первого измерительных термоприемников; а/ - минимальный коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к потоку;

- коэффициент теплопроводности материала стенки трубы;

-Цф - геометрический параметр; д и 4 - соответственно наружный и внутренний диаметры трубы, На фиг. 1 показаны кривые зависимости превышения температуры.Ьй стенки измерительной трубы в результате нагрева над начальной температурой стенки и жидкости по ходу потска, где (- расстояние от середины зоны нагрева по ходу потока; внутренний диаметр измерительной трубки; на фиг. 2 - кривые зависимости превышения температуры стенки трубы над начальной температурой жидкости в местах установки измерительных термоприемников от концентрации и расхода жидкости, где Ьt,q - избыточная температура на первом термоприемнике; b,й> - избыточная температура на втором термоприемнике; С " концентрация исследуемой жидкости; G " ее. расход; на фиг. 3 - схема предлагаемого устройства, Превышение температуры стенки над начальной температурой {фиг,1) зависит как ат расстояния от середины зоны нагрева, так и от расхода и соста" ва потока (штрих-пунктирными линиями обозначены различные концентрации жидкости при большем расходе, сплошными " при меньшем расходе).

Поскольку превышение температу" ры является функцией расхода и концентрации, то для получения информа- . ции о концентрации потока в условиях переменного расхода необходимо как минимум два канала передачи информации, С этой целью устанавливаются два термоприемниса различной чувствительности.

g а-6»

46, 25

3 103

Первый измерителвный термоприемник установлен в середине зоны нагре, ва с целью получения максимальной чув" ствительности по аналогии с прототипом. 5

Расстояние от середины зоны нагрева до места установки второго измерительного термоприемника. определяется по эмперической Формуле ьк 10 где X - расстояние от середины зоны нагрева до второго измеритель" ного термоприемника;

K -. отношение коэффициента усиления второго и первого измерительных термоприемников; о „„„.„ - коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к потоку;

3< - коэффициент теплопроводности материала стенки;

d< ид --соответсщенно наружный и

4 внутренний диаметры трубы, Устройство содержит трансформатор

1, вторичная понижающая обмотка кото- ЗО рого через контакты 2 соединена с измерительной .трубой 3 теплового пре-, образователя 4, мостовую измеритель» ную схему 5, в смежные плечи которой включены первый измерительный 6 и з5 компенсационный 7 термоприемники, дополнительную мостовую схему 8, в смежные плечи которой еслючены второй измерительный « и компенсационный 10 териоприемникиq аналого 4(} цифровые преобразователи 11 и 12, 2383

4 обеспечивающие согласование входных сигналов, вычислительное устройство

13, построенное на микропроцессоре, и измерительный прибор 14.

Устройство работает следующим образом.

При протекании исследуемой жид" кости по измерительной трубе 3 теплового преобразователя 4, в результате нагрева участка измерительной трубы за счет его омического сопротивления электрическим током через контакты 2 вторичной понижающей обмотки трансформатора, на стенсе измерительной трубки и в потоке жидкости возникает температурное поле, максимум которого находится в зоне на грева.

На выходе измерительной мостовой схемы 5, в смежные плечи IcoTopoN включены : измерительмай термоприемник 6, находящийся в зоне нагре" ва, и компенсационный термоприемник

7, вырабатывается сигнал h tj, т.е. разность температур измерительного и компенсационного термоприемников, а.на дополнительный мостовой схеме

8, s смежные плечи которой аслючены второй измерительный термоприемник

9, находящийся на расстоянии 1 от измерительного термоприемника по ходу потока, и компенсационный термоприемник 10, вырабатывается сигнал

Дй, т,е. разность температур второго измерительного и компенсационного термоприемников.

Таким образом, предлагаемое устроиство позволяет определять концентрацию движущейся жидкости в условиях переменного расхода. 032383

-ЙФ -1, 6 -08 0 08 16 2,9 3,2 Ф,0 Х/ dg

3032383

1032383 Составитель В.Зайченко

Редактор А,Лежнина Техред А. Бабинец Корректор Г. Реветник

Заказ 5394/49 Тираж 873 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж"35, Раушская наб,, д. 4/5

««««««в«««««««« филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная 4