Устройство для контроля фазового состояния среды

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изучении и контроле двух разных сред. Целью изобретения является повышение точности измерения фазового состава среды при малом содержании жидкости в виде капель в газовой среде за счет исключения ошибок, связанных с пропуском части капель в контролируемой двухфазной среде, попадающих при своем движении на пьезоэлектрический зонд устройства. Капли жидкости, соприкасаясь с пьезоэлектрическим зондом, изменяют полное электрическое сопротивление последнего, что приводит к разбалансу моста и появлению электрического сигнала на первом входе измерителя отношения частот. Последний, измеряя относительное время нахождения пьезоэлектрического зонда в акустическом контакте с каплями, определяет процентное содержание жидкостной капельной фазы в газовой среде. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО!.!ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4409912/25-28 (22) 13.04.88 (46) 07.01.90. Бюл. № 1 (72) Г. И. Максимочкин, В. Ф. Ноздрев, А. Н. Дементьев, А. В. Матвеев и А. М. Дома шенко (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1165973, кл. G 01 N 29/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изучении и контроле двух разных сред. Целью изобретения является повышение точности измерения фазового состава среды

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изучении и контроле двухфазных сред.

Целью изобретения является повышение точности измерения фазового состава среды при малом содержании жидкости в виде капель в газовой среде за счет исключения ошибок, связанных с пропуском части капель в контролируемой двухфазной среде, попадающих при своем движении на пьезоэлектрический зонд устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства для контроля фазового состояния среды.

Устройство содержит генератор 1 электрического сигнала, пьезоэлектрический зонд

2, измеритель 3 отношения частот, соединенный с выходом генератора 1, подключенные к выходу генератора 1 последовательно соединенные первый резистор 4, дифференIIHBJlbHblH YcHëHTåëü 5, выход которого соединен с вторым входом измерителя 3 отноÄÄSUÄÄ 1534386 А1 при малом содержании жидкости в виде капель в газовой среде за счет исключения ошибок, связанных с пропуском части капель в контролируемой двухфазной среде, попадающих при своем движении на пьезоэлектрический зонд устройства. Капли жидкости, соприкасаясь с пьезоэлектрическим зондом, изменяют полное электрическое сопротивление последнего, что приводит к разбалансу моста и появлению электрического сигнала на первом входе измерителя отношения частот. Последний, измеряя относительное время нахождения пьезоэлектрического зонда в акустическом контакте с каплями, определяет процентное содержание жидкостной капельной фазы в газовой среде. ил. щения частот, амплитудный детектор 6, и индикатор 7, подключенные к выходу генератора последовательно соединенные второй резистор 8 и переменный резистор 9, первый вывод которого соединен с вторым входом дифференциального усилителя 5, второй вывод заземлен, а пьезоэлектрический зонд 2 подключен к первому входу дифференциального усилителя 5.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении пьезоэлектрический зонд 2 помещают в газовую среду. С помощью генератора через первый резистор на пьезоэлектрический зонд 2 подают синусоидальное переменное напряжение, которое поступает также на первый вход дифференциального усилителя 5, на второй вход последнего поступает опорный сигнал синусоидального напряжения с выхода делителя напряжения, образованного вторым резисгором 8 и переменным резистором 9, с по153438

NI= I/Т и Н.=т/Т, Л =т Т, Формула изобретения

3 мощью которого величину опорного сигнала устанавливают равной по амплитуле сигналу снимаемому с пьезоэлектрического зонда 2, о чем судят по показаниям индикатора 7, подключенного к выходу дифференциального усилителя 5 через детектор 6. При этом амплитуда синусоидального напряжения на выходе дифференциального усилителя 5 минимальна и не достаточна для срабатывания измерителя 3 отношения частот по е;-о пер во му в холу. 10

Таким образом, за время изменения т число периодов NI сигнала переменного напряжения, прошедших на первый вход измерителя 3 отношения частот, равно нулю.

А на второй вход последнего за то же время

15 проходит Л4 периодов сигнала:

1де T -- период синусоидального напряже11ия, вырабатываемого генератором 1. На выходе измерителя 3 отноц1ения частот по- pg лучают величину .>,== VI/Nq=0, указывающую на отсутствие жидкости в контролируемой области за время наблюдения т.

При погружении пьезоэлектрического зонда 2 в жидкость его полное сопротивление изменяется, что приводит к изменению падения напряжения на пьезоэлектрическом

Зонде 2 и на первом вхоЛе дифференциального усил нтеля 5. Амплитуда переменного напряжения на выходе последнего увеличивается, превышая уровень срабатывания измерителя 3 отношения частот по lo второму входу. При этом на оба входа измеригеля 3 отношения частот I . течение времени измерения поступает Одинаковое количество периодов

М>/ V >= — I, 7 и на входе измерителя Л 11олучают величину

z =%,/N>=1, указывающую на отсутствие газовой фазы в локальной области контроля, примыкающей к пьезоэлектрическому зонду 2.

В случае, когда контролиоуемая среда 4L

Одержит жидкую фазу в виде капель, иереме1цающихся относительно пьезоэлектрнче:КОГО зонда 2, последний изменяет свое по;1чое сопротивление в течение времени т <т сохраняет исходное значение в течение

4Я времени т — т . При этом па выходе диффезенциального усилителя 5 формируется сичусоидальный сигнал в промежутке времени, б

4 когда пьезоэлектрический зонд находится в соприкосновении с каплей жидкости; т. е. в течение времени т1, на первый и второй входы измерителя 3 отношения частот за время измерения т поступает следующее количество периодов синусоидального напряжения; а на выходе послелнего получают величину

x=NI/ J>=TI /т, которую принимают в качестве оценки локального объемного содержания жидкости в контролируемой среде.

Полученная величина х тем ближе к искомой величине локального объемного содержания жидкости в двухфазной среде, чем больше время наблюдения т. Конкретное значение величины т, достаточное для оценки локального объемного солержания жидкости с заданной точность о, определяется опытным путем по измерениям величины х при разных значениях т и независимым измерениям локального объемного содержания жидкости одним из и" âåñòíûõ способов.

Изобретение позволяет повысить точность измерения процентного содержания жидкостной фазы в газовой среде, особенно ксгда жидкостная фаза представлена в капельном виде, движущемся в газовом потоке. и общее содержание жидкости мало.

Устройство для контроля фазового состояния среды, содержащее генератор э.1ектрического сигнала, пьезоэлектрический зонд и измеритель отношения частот, соединенный с выходом генератора, от.1ичаюи;геея тем, что, с целью повышения Гочности измерения фазового состава среды оно снабжено подключенными к Выхо, I, > Г IIEpHTop2 последовательно соединенными гервым резистором, диффе1И. нциал1>ным усилителем, выход которого подключен к второму входу измерителя отношения частот, амплитудным детектором и индикатором, подключенными и выходу генератора последовательно соединенными вторым резистором н переменным резистором, первый выход которого соединен с вторым входом дифферечциальнсго усилителя, второй вывод заземлен, а пьезоэлектри еский зонд Г1одключен к первому входу дифференциального усилителя.

1534386

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

l 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !01

Редактор В. Петраш

Заказ 38

Составитепь И. Соколов

Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Тираж 499

Подписное