Устройство для регистрации структурных параметров дисперсных потоков

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров дисперсного потока, в частности для измерения концентрации газовых пузырей в дисперсных потоках, например,при псевдоожижении зернистых материалов . Цель изобретения состоит в распшрении функциональных возможностей , а также в повышении надежности и точности измерений, Сущность изобретения состоит в Том, что исследуемую среду зондируют световым излучением , которое транспортируется от источника света 1 через зондирующий световод 2, торец которого погружен в исследуемую среду. Отраженный от иеоднородностей свет через приемный световод 3 поступает на фотоприемник 4, сигналы которого обрабатываются в блоке 6 формирования измерительных импульсов интегратора 7 и блока измерения длительностей 8, Цифровые данные о длительностях временных интервалов , соответствующих перемещению вблизи торцов световодов 2 и 3 участков среды в жидкой и газовой фазах, передаются для статистической обработки в микропроцессор 9, За счет использования специальной обработки сигналов фотоприемника 4 в блоке 6 исключаются погрешности измерений, вызванные влиянием запыления торцов световодов 2 и 3, нестабильностью интенсивности источника света 1 и изменениями оптических свойств исследуемой среды. За счет осуществления измерения длительностей соответствующих временных интервалов обеспечивается возможность статистического анализа неоднородностей потока типа газовьос пузьфей, 2 з,п, ф-лы, 7 ил. (Л :лд DO Dd 4 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (!1) (5ц 4 G 01 N 15/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3983542/31-25 (22) 03.12 ° 85 (46) 15.09.87. Вюл. М 34 (71) Новосибирский государственный университет им.Ленинского комсомола (72) А.P.Евсеев, JI.Ï.Кирюшин, С.В.Ревякин и В.М,Чупин (53) 548.137(088.8) (56) Тодес О.М., Цитович О.b. Аппараты с кипящим зернистым слоем (Гидравлические и тепловые основы работы).—

Л.: Химия, 1981, с. 81-82.

Matsuna Y., Yamaguchi Н., Oka Т., Kage H. Hagashitani. — Powder Technology, 1983, 36, р. 215-221. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

СТРУКТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ 1ИСПЕРСНЫХ

ПОТОКОВ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров дисперсного потока, в частности для измерения концентрации газовых пузырей в дисперсных потоках, например,при псевдоожижении зернистых материалов. Цель изобретения состоит в расширении функциональных воэможностей, а также в повышении надежности и точности измерений. Сущность изобретения состоит в том, что исследуемую среду зондируют световым излучением, которое транспортируется от источника света 1 через зондирующий световод 2, торец которого погружен в исследуемую среду. Отраженный от неоднородностей свет через приемный световод 3 поступает на фотоприемник

4, сигналы которого обрабатываются в блоке 6 формирования измерительных импульсов интегратора 7 и блока измерения длительностей 8. Цифровые данные о длительностях временных интервалов, соответствующих перемещению вблизи торцов световодов 2 и 3 участков среды в жидкой и газовой фазах, передаются для статистической обработки в микропроцессор 9. 3а счет использования специальной обработки сигналов фотоприемника 4 в блоке 6 исключаются погрешности измерений, вызванные влиянием запыления торцов световодов 2 и 3, нестабильностью интенсивности источника света 1 и изменениями оптических свойств исследуемой среды. 3а счет осуществления измерения длительностей соответствующих временных интервалов обеспечивается возможность статистического анализа неоднородностей потока типа газовых пузырей. 2 з.п. ф-лы. 7 ил.

1 !37734

1О

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров дисперсного потока, в частнос1 ти для измерения концентрацгги газовых пузырей в дисперсных потоках, например, при псевдоожижении эернистьж материалов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, а также повышение точности и надежности измерений, На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для регистрации структурных параметров дисперсных потоков; на фиг. 2-7 — временные диаграммы напряжения, поясняющие его работу.

Устройство содержит источник 1 света, зондирующий световод 2, при- 20 емньгй световод 3, фотоприемник 4, усилитель 5, блок 6 формирования измерительных импульсов, интегратор 7, блок 8 измерения длительностей, микропроцессор 9, блок 10 запоминания ?Ь максимального уровня, блок 11 запоминания минимального уровня, первый компаратор 12, формирователь 13 порогового напряжения, второй компаратор

14, ключевой элемент 15, генератор

16 счетных импульсов и счетчик 17 импульсов.

Устройство оаботает следующим образом.

Излучение источника 1 света транспортируется через зондирующий световод 2 в исследуемую среду. Отраженный движущимися в дисперсном потоке частицами и неоднородностями свет по приемному световоду 3 поступает на чувствительный элемент фотоприемника 4. Концевь е элементы снетоводов

2 и 3 расположены параллельно друг другу, причем .торец зондирующего световода 2 установлен параллельно и 4> в непосредственной близости от торца приемного световода 3. На фиг. 2 показана временная диаграмма сигнала, поступающего после усиления в блоке 5 на вход блока 6 формирования измерительных импульсов. В результате обработки сигнала фотоприемника 4 блок 6 формирует прямоугольные импульсы равной амплитуды, длительности которых соответствуют длительностям световых импульсов от неоднородностей дисперсного потока (фиг . 5) . На выходе интегратора 7 формируются изображенный на диаграмме фиг. 6 огибающий сигнал, который поступает на вход блока 8 измерения длительностей. Цггфровые данные о длительностях временньж интервалов, соответствующих перемещению вблизи торцов световодов 2 и 3 участков среды в жидкой и газовых фазах, передаются для последующего статистического анализа в микропроцессор 9.

Блок 6 формирования измерительных импульсов работает следующим образом.

Усиленный сигнал фотоприемника 1, поступающий на вход блока 6, преобразуется блоками 10 и 11, на выходе которых формируются сигналы максимального и минимального уровней (фиг. 3 и 4). Указанные сигналы поступают на входы формирователя 12 опорного напряжения, в котором формируется сиг» нал, пропорциональный разности между максимальным и минимальным уровнями (размаху колебаний входного сигнала).

Сигнал опорного напряжения сравнивается в первом компараторе 13 с входным сигналом, в результате на выходе блока 13 формируются дуги измерительных импульсов (фиг. 5).

Блок измерения длительностей работает следующим образом.

Сигнал с вьжода интегратора (фиг. 6) поступает на вход второго компартора 14, в котором путем сравнения с нулевым уровнем напряжения формируются прямоугольные стробы соответствующих длительностей (фиг. 7).

Указанные стробы управляют работой ключевого элемента 15, который пропускает импульсы генератора 16 на счетчик 17 импульсов.

Функциональные воэможности устройства позволяют регистрировать структурные параметры широкого класса дисперсных потоков, встречающихся в практике (поток зернистого материала, псевдоожиженного газомили жидкостью, поток газа с конденсатом, аэрированный поток) .

Формула изобретения

1. Устройство для регистрации структурных параметров дисперсных потоков, содержащее источник света, сопряженный оптически с зондирующим световодом, выходной концевой элемент которого размещен параллельно входному элементу приемного световода так, что их торцы установлены в

3 13377 одной плоскости и вплотную друг к другу, фотоприемник, сопряженный оптически с выходным торцом приемного световода, усилитель, вход которого соединен с выходом фотоприемника интегратор, микропроцессор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, а также повышения точности и надежности измерений путем устранения погрешностей, вызванных загрязнением торцов световодов, нестабильностью источника света за счет изменения оптических свойств исследуемой среды, в него введены блок формирования измерительных импульсов и блок измерения длительностей, причем выход усилителя через последовательно соединенные блок формирования измерительных импульсов, интегратор и блок измерения длительностей соединен с входом микропроцессора.

2. Устройство по п. 1, о т л и- ?5 ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования измерительных импульсов содержит блок запоминания максимального уровня, блок запоминания минимального уровня, формирователь уров- gp ня порогового напряжения и первый компаратор, причем входы блока запоминания максимального уровня и блока . запоминания минимального уровня соединены с входом блока формирования измерительных импульсов и вторым входом первого компаратора, выход которого соединен с выходом блока измерительных импульсов, а первый вход— с выходом формирователя порогового напряжения, первый и второй входы которого соединены с выходами блока запоминания максимального уровня и блока запоминания минимального уровня соответственно.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок измерения длительностей содержит второй компаратор, ключевой элемент, генератор счетных импульсов, счетчик импульсов, причем вход блока измерения длительностей соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого эаэемлен, а выход соединен с управляющим входом ключевого элемента, информационный вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, а выход — с входом счетчика импульсов. фиР2

1 3 177 <4 (((. Ã !Á11 t с ль Р. Иванов

1 едактор .1, Ичоппнгкая Те .рс;I Л.Серпюкона Еиррс кт >р М. Демчик

Закая - 121/39

Тираж 776 11оцписное

ВНИИПИ Гооударотвенного комитета СССР по попам изобрстений и открытий

113035, Моеква, ili 35> Раушекая наб., д. 4, э

11рои.звоигтв« но — по.шграфичс ское предприятие, г. Уж орс,t, уя. !!р эектная, 4