Устройство для измерения массы и счетной концентрации частиц в потоке жидкости или газа

 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для определения параметров дисперсных сред и может быть использовано в машиностроении и других отраслях техники . Цель - повышение точности и чувствительности измерений за счет уменьшения сигнала помехи. Устройство для измерения массы и счетной концентрации частиц в потоке жидкости или газа содержит пьезоэлектрический датчик, включающий пьезоэлектрический кристалл, установленный на электроде, дифференциальный усилитель и многоканальньй амплитудный анализатор. Датчик установлен в корпусе с каналом , обеспечивающим подачу анализируемого потока перпендикулярно чувствительной поверхности пьезоэлектрического кристалла. Устройство дополнительно снабжено балансирующей цепью и двухполупериодным детектором. Электрод выполнен в виде двух групп идентичных по площади и конфигурации элементов. При этом каждая груп па элементов подключена через балансирующую цепь к входам дифференциального усилителя, выход которого через двухполупериодный детектор соединен с входом многоканального амплитудного анализатора. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 4 G 01 N 15 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ) !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4120882/25-25 (22) 22.09 ° 86 (46) 23.02.88. Бюл. ¹- 7 (71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) Е.И.Поминов, Л.M.Ëoãâèíoâ и N.Н.Кудряшова (53) 539.215.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 487335, кл. 4 01 N 15/02, 1973.

Заявка франции ¹ 2, 157092, кл. G 01 N 15/02, опублик. 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ

И СЧЕТНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЧАСТИЦ В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА (57) Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для определения параметров дисперсных сред и может быть использовано в машиностроении и других отраслях техники. Цель — повышение точности и чувствительности измерений за счет уменьшения сигнала помехи. Устройство для измерения массы и счетной концентрации частиц в потоке жидкости или rasa содержит пьезоэлектрический

-датчик, включающий пьезоэлектрический кристалл, установленный на .лектроде, дифференциальный усилитель и многоканальный амплитудный анализатор.

Датчик установлен в корпусе с каналом, обеспечивающим подачу анализируемого потока перпендикулярно чувствительной поверхности пьезоэлектрического кристалла. Устройство дополнительно снабжено балансирующей цепью и двухполупериодным детектором.

Электрод выполнен в виде двух групп

HpåíòH÷íûõ по площади и конфигурации элементов. При этом калщая группа элементов подключена через балансирующую цепь к входам дифференциаль-. ного усилителя, выход которого через двухполупериодный детектор соединен с входом многоканального амплитудного анализатора. 2 ил.

1376002

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для определения параметров дисперсных сред и может быть использовано в ма5 шиностроении и других отраслях техники.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности измерений за счет уменьшения сигнала помехи.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2— пьезоэлектрический датчик, вид со стороны сигнального электрода. 15

Устройство содержит измерительную камеру 1 в корпусе 2, в которой установлены трубопровод 3 для направления потока и пьезоэлектрический кристалл 4 в держателе 5. Пружина 6 че- 20 рез изолятор 7 прижимает пьезоэлектрический кристалл 4 к держателю 5.

Пьезоэлектрический кристалл 4 имеет форму диска, поляризован по толщине и расположен перпендикулярно потоку.

На стороне пьезоэлектрического кристалла 4, обращенной к потоку, расположен сплошной электрод 8, Электрод 8 заземлен. На противоположной стороне пьезоэлектрического кристалла 4 рас- 30 положены две группы электродов 9 и 10. Электроды 9 и 10 идентичны по конфигурации и площади и соединены проводниками 11 через балансирующую цепь 12 с входами дифференциального усилителя 13. Балансирующая цепь 12 состоит из регулируемых делителей напряжения, образованных комплексными сопротивлениями 14 — 16. Выход дифференциального усилителя 13 сое- 40 динен с входом двухполупериодного детектора 17, выход которого подключен к входу многоканального амплитудного анализатора 18.

Устройство работает следующим об- 45 разом.

Поток исследуемой жидкости или газа направляется трубопроводом 3 на чувствительную поверхность пьезоэлектрического кристалла, закрытую тонкой стенкой держателя 5, и обтекает ее. Массивные твердые частицы при этом отклоняются от линий тока жидкости или газа и ударяются о чувствительную поверхность пьезоэлектрического кристалла 4. Возникающие на электродах 8 — 10 пьезоэлектрического кристалла 4 при ударе частиц импульсные электрические сигналы усиливаются дифференциальным усилителем 13, детектируются двухполупериодным детектором 17 и поступают на вход многоканального амплитудного анализатора 18, который распределяет сигналы в зависимости от амплитуды по соответствующим каналам.

Удар отдельной частицы происходит в точке чувствительной поверхности в зоне одной из двух групп электродов 9, 10, например, 9. Амплитуда сигнала, поступающего с этой группы электродов 9 на вход дифференциального усилителя 13, преобладает над амплитудой сигнала, поступающего на другой вход дифференциального усилителя 13 с другой группы электродов 10.

В результате амплитуда разностного сигнала, формируемого на выходе дифференциального усилителя 13, с незначительным ослаблением определяется амплитудой сигнала, поступающего с группы электродов, где произошел удар частицы.

При воздействии же пульсаций потока фронт ударной волны распространяется по потоку в направлении оси потока и воздействует на пьезоэлектрический датчик 4 во всех точках чувствительной поверхности синхронно и синфазно, поскольку пьезоэлектрический кристалл 4 расположен симметрично относительно оси потока.

Так как амплитуды помеховых сигналов пропорциональны давлению в ударной волне и площади поверхности электродов, а обе группы электродов 9 и 10 идентичны по конфигурации и площади и фронт ударной волны действует на пьезоэлектрический кристалл 4 синхронно и синфазно, то амплитуды помеховых сигналов, поступающих с групп электродов 9 и 10„ близки пб величине между собой. При этом разностный сигнал на выходе дифференциального усилителя 13 существенно ослаблен.

В предлагаемом устройстве ослабление помехового сигнала от пульсаций потока и вибраций конструкции достигнуто в широком диапазоне частот пульсаций и вибраций.

С помощью балансирующей цепи 12 производится точная балансировка амплитуд помеховых сигналов с групп электродов 9 и 10 до получения максимального ослабления помехового сигнала на выходе дифференциального усилителя 13.

1376002

Формула изобретения

Устройство для измерения массы и счетной концентрации частиц в потоке жидкости или газа, содержащее пьезоэлектрический датчик, включающий пьезоэлектрический кристалл, снабженный заземленным и сигнальным электродами, дифференциальный усилитель 1р и моногоканальный амплитудный анализатор, причем датчик установлен в корпусе с каналом, обеспечивающим подачу анализируемого потока перпендикулярно чувствительной по- 15 верхности пьезоэлектрического кристалла, о т A и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерений за счет уменьшения сигнала помехи, устройство дополнительно снабжено балансирующей цепью и двухполупериодным детектором, сигнальный электрод выполнен в виде двух групп идентичных по площади и конфигурации элементов, при этом каждая группа элементов подклю.чена через балансирующую цепь к входам дифференциального усилителя, выход которого через двухполупериодный детектор соединен с входом многоканального амплитудного анализатора.

1376002

Составитель Д.Громов

Редактор Н.Лазаренко Техред И,Дидцк Корректор С.Шекмар

Заказ 782/43 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óærîðoä, ул.Проектная, 4