Устройство для измерения порозности кипящих порошкообразных сред
Изобретение относится к техфизике. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство содержит источник избыточного давления, волновод 1, агрегат 2 с кипящим слоем, расходомер 3 газа, проходной СВЧ фильтр 4, ответвитель 5, г-р 6 электромагнитного излучения СВЧ диапазона, детектор 7, умножители 8 и 11, делитель 9, интегратор 10, эл-т памяти 12, регистрирующий прибор 13 и трубку 14. Р-ром 6 через ответвитель 5 и волновод 1 излучаются волны, которые проникают в контролируемую полость кипящей порошкообразной среды. Отражаясь от этой среды, волны через волновод 1 и ответвитель 5 попадают на детектор 7, преобразующий ее мощность в напряжение (ток). Одновременно через расходомер 3 и фильтр 4 от источника избыточного давления через трубку 14 и волновод 1 поступает газ, истекающий в контролируемую полость кипящего слоя. Расход газа будет зависить от порозности кипящей среды при постоянной высоте кипящего слоя. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
PECllY6 JjHH
А1 (19) (11) (.з1) -1 0 01 11 22/00
ВСЕСОЮ2 4
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
-. -1
1 о о о о
o o o
0 о
0 о
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4288720/24-09 (22) 23.07.87 (46) 23.11.89. Бюл, М 43 (71) Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г.M.Êðæè)êà)(oâñêîãо и Научноисследовательский и проектно-конструкторский институт атомного энергетического машиностроения (72) В.В.Ермаков, 8.А.Попов, Ф,M,Яхилевич, Л.М.Курашкина, В.Н.Михайлов и Г.H.Aõîáà1),ýå (53) 621.317.391(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
1! 483350, кл. (01 1 9/23, 1972.
Авторское свидетельство СССР
Р 139217, кл. 6 01 Е 23/16, 1959. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ!!ИЯ ПОРОЗНОСТИ КИПЯЩИХ ПОРОШКООБРАЗН!!Х СРЕД (57) Изобретение относится к техфизике. Цель изобретения — повышение точности измерений, Устр-во содержит источник избыточного дав()ения, вол2
;;овод 1, агрегат 2 с- кипящим слоем, расходамер 3 газа, ггроходной СВЧфильтр 4, ответвитель 5, г-р 6 электромагнитного излучения СВЧ- (иапазона, детектор 7, умножители 8 и 11, д(титель 9, интегратор 10, эл-г памяти 12, регистрирующий прибор 13 и i ðóáêó 14. 1 -ром 6 через ответвитель 5 v. волнонод l излучаются волны, которые проникают в контролируемую по.loc.òü кипящей порошкообразной среды. Отражаясь от этой среды, волны через волновод 1 и ответвитель 5 попадают на детектор 7, преобразующий ее мощность в напряжение (ток).
Однс временно через расходомер 3 и фильтр 4 от нсточпика избыточного дагления через трубку 14 в волновод
1 поступает газ, истекающий в контролируемую полость кипящего слоя °
Расход газа эудет зависеть от пороэности кипящей среды при постоянной высоте кипящего слоя. 1 ил.
1523975
1?зобретение относится к тех«и ?ес-КОЙ (:1?«111 Е В 1?ОжЕТ бЫТЬ «СИОЛЬЗОН«1110 в хим.и?вской, энергетической и друOТР-«с ЛÇIХ ?PОМЬВ«"«ei?;<-1СT31, 5
1!ел?ю и.?обрс Ter?313; является 1?о? иШЕНИЕ I ОЧ IIOC TII 1?ЗМЕ«3ЕНИй.
11а чертеже 31. 1об? ажено устройство для измере?шя llopo33rocTII кипящих
:IopoLtl?;oo0разных сред.
Устройство содер.«.1 т источник избы. очпо? О дав? е?п?31 («е показан), волно"3or3 1, устало«??е?3нь?3 1 в стенке агр« гата 2 с к?«пвщим сло: . введенную открыОР?3О,? «К OIIT?1О„ 3!,1 св««УЮ ПОЛОС 3 b 1 5
С.ОЕД?11«ЕIIIIP» i .3>OTIIIIOFIO:IOii;FII.?M KOFIIIOM с р««с?«одом« ром 3 газа, проходной
СБЧ-«113133?,тр 4, другой торец нолновода
1 «одклю?еп к Ответвцтелю 5, вход которого соединен с выходом генера20 т Ора 6 электромагш?т ногo излучения
СВЧ-диапазона, а выход — с детектором
7, «1?ход которого соединен с первыми и::одами первого умножителя 8 и делитег?;I 9, второй вход которого соедиII« lI «ерез интегратор 10 с выходом расходомера 3 газа, а выход — с пер?ч;?м «ходом второго умножителя 11, второй вход которого подключен к элементу 12 памяти, при этом выход первого умножителя соединен с рег?стр?«ру?зщим пр??бором 13, трубку 14, со -.д;«ненную," исто ишком избыточного данле«11?я (пе показан), Б кв-?естве трубки 14 может быть
r:cIioëüçoçàI а и? пульсная трубка, выход 1:oòoðo31 через проходной СВЧфильт1 4 соединен с датчиком перепада
3?а?З3«ЕН:*,Я. Б ЗТОМ СЛУс?аЕ ТОРЕЦ ВО3?НОвода 1 (Открь?тый1 необходимо закрыть, -1 пористой диэлектрической пробкой, прош; ?вемой,вля СВ"-!-излучения °
Устройство работает следующим
Образо"..
1 оператором 6 через ответвитель
5 1 1 ?лновод излучается электрог«штные волн«. в СВЧ-диапазоне, например„ при 8;1-. длине волны, которь«е прон??ка«3Т в ко?«тро3«ируемую по.?ость кипящей порошкообразной среды.
0тр 11;-.ая ь о 3 посл дней, электромагI1:«т .? .«е волны Iro«IBpbl«ïò через входной торс.?, в.зл??он«1да 1 в отнетвитель 5, изменяю?33?й направление движения отраженной BoJT?Ibi к эторая попадает
«?а цс"1 c ктор 7, преобразующий ее мощ55 ность в напряж Iire (Tol). Одновременно череo ра,.ходомср 3 г««за проходной 1 .Pi . ф?13?ь т« 4 О 1 Frc. ò o r íèl(è i i 3 быт011ного дан.?е??ия через трубку 14 н по.,oc ь волновода 1 по тупает газ, текающий через открытый торец но.п«овода 1 н контролируемую полость кипящего слоя. 1 асход газы (при стабилизированном избыточном данлеHv«I) зависит от пороэности кипящей среды при постоя?.ной высоте кипящего слоя.
Д3?я СВЧ-сигнала порозность кипящей среды возможно выразить:
Э
V К а для в?»ходного сигнала расходомера
3 газа:
К,, где V u 11 — соотнетственно выходные сигналы детектора 7 и расходомера 3;
К„- коэффициент, за?1исящий от электрофизичес?«их свойств материала частиь, порошкообразной среды;
К вЂ” динамический коэ,1?фициент, занисяший от демпфируюши? свойств газа г. полости между вход??ым торцом трубки 1 « и расходомером 3, динамических хырак3 еристпк расходомера 3.
Коэффициент К практически н рабочем диапазоне из?с«ерений порозности не изменяется, поэтому достаточно измерить ею неличину до эксперимента, т.е. измерить демпфирующие характеристики измерительного тракта и внодить его в расчетные выражения для определения порозности. Совместное решение двух выражений для порозности позволяет определить величину
Кэ
U э
Реализация этого выражения н виде последовательно подключенных делителя 9, осуществляющего деление ныходных сигналов расходомера 3 и детектора 7, и второго умножителя 11, осуп«ествляющего умножение полученной величины на постоянный К, посгупаюший из элемента памяти, позноляег пос ?е умножения в первом умножителе 8 вы-ходного сигнала, гропорционального
К на выходной сигнал детектора 7 (согласно выражению Y .= V К ), получить на выходе умнож3?тепя 8 истинное значе«331е пороэности. А так как измерения СВЧ практи ?ески беэинерцио«1ны, используя инерционный сигнал с
1 " 1 расходомера 3, на который «р влияют электрофизические свойства материала -астиц порошкообраэной среды, возможJ (: вязь между пара;<етрами к<гпеш<я (порозно 11,ю) в то <ке изл<е11е11ия (на торце волновода 1 и над ним1 поэвоно вводить поправку на изменение
5 упомянутых свойств в выходной сигнал детектора 7.
j .cJIt! прп копной СВЧ,"ил -, р (л выпг нен v, виде 1 ег<< п.к11, в<13 еры Отверсб1гl ь и HbLt;e j! дл11ны iioiit!!1 и3.1уче<п<я генера ора б чля у.-;е11ьп<ени" . г: терь излучения. Ра<— хо, . га а через рас: одомер 3 необходимо л<и11<1"и;зировать, так как г оток гаэа Moj :ет п,.<ажать стр5 к г уру к1<пяще- 1; го слоя в зоне гэ <еpений,. Например, возможно «epc:3 бу,Ъерную .мкость аз (воздух) подавать от исгочника избы20 ча(,-пц 1,;<пящe<-О < о о я, 25
35 даций.
Расход газа через расходомер 3 пропорционален весу кипя<пего слоя над торцом волнавода 1. При условии, что урове11ь кипящего слоя постоянен 4О (например, в котлоагрегате ТЗЦ Ахтме уровень гостоянныи за счет сливного отверст1<я для частиц сланца), расход газа зависит От порозности кипящего слоя над в опнОВ Одом 1, Г 13 иэ этОЙ 45 трубки по1,1шмается в спутном потоке кипяп;его сл(я пря1(о со среза волноьода 1 и далее., (л<ваясь <. пузырял<и вс здуха кипяп.его слоя, повторяет
1 t!eKTор<п<: движ ния последних, за- 5р в. ся<цу <1 От сяда случа1лн<.tx в личин (ра< п педеле11г<я, pa3rt 1ра частиц) .
Поэтому расход газа 1е дает однозначной информации О локаль.1ой порозности около Top;IQ нолновода 1 а только б ее определе1 ной величин<. над этой трубкой. тОЧНО1 < Лан 1еп.:Я, ССУЫЕСТВЛЯЮЩЕГО к1 1ение itopoL<:кообраetto(t среды. Скорость Га, l j) бке 1 - и во1!поводе l должна бып ь ниж» ct<орости в ки:1ящем слое, а давления:. исто .шках, обеспечиваюп<1 х кипя<,ий слой, и для металличе< кой трубки должны быт1. равны, так как ii этом случае иск<ппчено проникноне1ше пороп1кообраэной среды в волнов(п 1, Изпу1ение от генератора
6 в зависимости от ег о мощности можеl проникBTI Н
11 1; н 1, ;",,, 11(1!n I -, < 1 1!= t, „t;,,1,1i Ojt
11;11 РЯС.;ОДОМЕР; 3 ь 1 аЧЕСТГ.Е ..11— рам<11 р .ка1" ах тер1 3; i Jttiiiг:-. Ороэнос. ь
01;< л .. Вол !GBoда 1 tle1 Му yÏом8 HyTbttI <" HI 11а.л lie!, IЬ.1уе. (Я к а к o . t I:o н.1 I3(.,ходе дете тop;1 ", изменили.- ь 3 .к 1 jJG 1JItзи lеск11» < It 0é("." 3 1<атеРРала (и о р м у л а и э с б р е т е н и q устройство для 1<змеj;c «пя псрозносTH гипяп<:<х порок<к ооб азн(I сред, cG г,-ржап<ее т, убку, соединен .ук одним I oHLо ". ере3 измерител1 ньл1 прибор <: и"точчиком избыточного,д авления, регистрир"!,.t!IIIII прибор, о т л и ч а ю tll, Г e (. я те <, что, с 1 е lью TIGBL!L Ie ния toHHîñòH из; ер(ний, E Hpão ввепены делит ль.. <ва умножителя, инте ра1ор > элемент па<1ят1, г еHepатор электромагHIITHгго иэл.ч<;11".Fl сверл. высокочастотного ГHatta3GH<1, г олновод, де I 1KTop îT eTHttTåëü. про. Одной СВЧфил1, lр, при!см иэмерительньпл прибор 1 выгол 1ен в вид,е расходомера газа, на боковой стороне волнопода выполнено отв<=рстие, в ко1 Зрое установлен проходной СВЧ-фильтр и к которому подкл<очена тру>ка, Один конец волновода через ответвитель подключен к генерат(.ру электромагнитного излучеш1Я СВЧ вЂ диапазо, а другой введен в контролируемую полость второй выход Ответвителя соединен с детектсport, выход которогс соединен с первыми выходами первого у.лножителя и делителя, второй вход которогc соединен через интегратор с выходом расходомера газа„ а выхо„ вЂ” г первчм входом ВтОрОГO уМНОжнтеПя, 1.ТОрой ВХОД КОТОроео подключен к элементу памяти, а выход — к второму входу первого умно KIiTf tH при этом выход первого умножителя соet:IIHeH с рег стриру1пщим прибором, 
