Датчик определения концентрации газа в газожидкостном потоке

 

ДАТЧИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗА В ГАЗОЖИДКОСТНОМ ПОТОКЕ, содержащий цилиндрический канал с размещенными в нем измерительными электродами, компенсационные электроды , о ТЛ.ИЧ ающийс я тем, что, с целью повыщения точности определения , компенсационные электрода размещены в канале, один электрод расположен на его стенке, .а другой концы1трично первому и выполнен в виде термоэлемента. 00 о N9

СО}03 СОВЕТСКИХ

00UHMN

РЕСПУБЛИК

ting y G 01 N 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВИЕРА.- в Ж;- :. .-.:-.".

Н АВТОИИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) ДАТЧИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗА В ГАЗОЖИДКОСТНОИ ПОТОКЕ, содержащий цилиндрический канал с размещенными в нем измерительными электродайь, компенсационные электроды, о т л, и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения, компенсационные электроды размещены в канале, один электрод расположен на его стенке, а другой " концентрнчно первому и выполнен в виде термоэлемента.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ .КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТФЙ (21) 3394321/18-25 (22) 15.02 82 (46) 15.04.86. Бюл. 9 14 (72) .Э.А.Болтенко, В.Д.Горшков, 10.Н.Корниенко и В.П.Кустов . (52) 543s257 (088.8) (56) Хьюит Д, Холл-Тейлор Н. Кольце. вые двух4азные течения, И.: Энергия, 1974, с.368.

Патент CEA Е 4082994, хсзр. 324-30, опублик. 1979.

„SU„„1037762 А

1037762

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении концентрации паровой фазы, истинного паросодержания двухфазной смеси в парогенерирующих каналах различных энергетических установок.

Известно устройство для определения концентрации паровой фазы двух10 фазной смеси, основанное на пропускании пучка -лучей от источника и фиксации ослабления интенсивности -лу-. чей после прохождения измеряемой среды, состоящее обычно иэ источника -излучения, блоков-коллиматоров, усfS тановленных на платформе, которая может перемещаться в различных направлениях, фотоумножителя, фиксирующего ослабленный пучок лучей и т.д.

Недостатки устройства: ослабление ;-излучения происходит не только за счет прохождения измеряемой среды, но и металла конструкции установки, что затрудняет выделение сигнала и делает невозможным проведение измерения в локальных объемах, в частности в отдельных ячейках пучков стержней; при прохождении пучка через измерительную среду и металл конструкции происходит значительное ослабление сигнала, в связи с этим точность измерений ограничена; для получения представительных данных необходимо проводить отсчеты З5 в течение длительного времени, поэтому эти устройства непригодны для замеров концентрации паровой фазы, измеряющейся во времени (в нестационарных условиях). 40

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является датчик для измерения концентрации паровой фазы двухфазной среды, содержащий цилиндрический ка- 45 нал с размещенными в нем измеритель-. ными электродами, компенсационные электроды.

Датчик обладает следующими недостатками. 50

Носкольку компенсационные электроды расположены в отдельном объеме, невозможно полностью создать в этом объеме жидкую фазу, имеющую те же свойства, что и в измерительном объе- 55 ме, и, следовательно, точно скомпен.сировать сигнал, соответствующий жидкой фазе двухфазного потока. Этот факт имеет решающее значение при измерении концентрации паровой фазы в нестационарных условиях. В этом случае возможны непрерывные изменения давления, температуры, плотности двухфазной среды, и, следовательно, и плотности жидкой фазы. Темп и характер изменения этих параметров заранее.не известны. В таких случаях определение концентрации паровой фа" зы будет производиться с большой погрешностью.

Из-за пространственной разнесенности измерительных и компенсационных электродов и необходимости создания дополнительного объема с жидкой фазой, измерение концентрации паровой фазы в локальных объемах, например в каналах ядерных реакторов, sатруднено.

Целью изобретения является повышение точности определения концентрации паровой фазы двухфазной среды.

Указанная цель достигается тем, что в датчике, содержащем цилиндрический канал с размещенными в нем измерительными электродами, компенсаI ционные электроды, компенсационные электроды размещены в канале, один электрод расположен на его стенке, а другой — концентрично первому и выполнен в виде термоэлемента.

На чертеже изображен предлагаемый датчик, разрез.

Датчик состоит из корпуса 1, выполненного иэ электроизоляционного материала (поранит) и осуществляющего электрическую изоляцию электродов от стенки канала 2, по которому проходит двухфазная среда 3, измерительных электродов 4, установленных внутри корпуса 1, и дополнительно установленных компенсационных электродов 5 и 6.

Электрод 6 расположен концентрично относительно канала 2 и составляет с корпусом 1, в котором установлен второй компенсационный электрод 5, микрообъем, в котором проходит измеряемая двухфазная среда 3. Один из компенсационных электродов, например 6 выполнен из разнородных материалов, составляющих термоэлектрическую пару, например Sb-Bi.

Датчик работает следующим образом.

Двухфазная среда поступает в канал 2, проходит через измерительные электроды 4 и микрообъем, составленный ком-.

1037762

Корректор E.Сирохман

Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 1980!1

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 пенсационными электродами 5 и 6, при этом на измерительные электроды. подается напряжение с частотой 230 кгц. К компенсационным электродам дпя измерения сигнала, соответствую- 5 щего жидкой фазе двухфазного потока подводится то же напряжение, что и к измерительным электродам. Для получения жидкой фазы в мнкрообъеме между компенсационными электродами к элект- 1О роду 6, выполненному в виде термоэлектрической пары Sb-Bi подводится напряжение от источника питания, при-. чем проводник с меньшим значением коэффициента Пельтье присоединен в схеме питания к положительному залиму. В этом случае в термоэлектрическом спае (электрод 6) поглощается тепло и двухфазная смесь, проРедактор О.Кузнецова Техред И.Попович,, ходящая через микрообъем, охлаждается до температуры фазовом о. перехода. Измерение температуры жидкой фазы осуществляется при помощи термоспая (электрод &), работающего как термопара. При прохождении двухфазной среды в термоспае поглощается тепло, в микрообъеме между электродами 5 и 6 образуется жидкая фаза.

При помощи компенсационных знектродов 5 и 6 происходит измерение злектропроводности жидкой фазы, выделение из общего сигнаяа, сигнала, соответ- ствующего электрическому сопрот впению паровой фазы, и опрепеление концентрации паровой фазы. Горячий caeN термоэлектрической пары расположен снаружи канапа и охлаждается проточной водой.