Устройство для определения газосодержания в жидкости

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я is G 01 N 29/02

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ VI ОТКРЫТИЯМ

ПРИ > КНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4645656/28 (22) 01,02.89

i 16) С7,02.91. Бюл. М 5 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро "Пьезоприбор" при Ростовском государственном университете (72) Г.Н.Комаров и В,П.Демин (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 618674, кл. G 01 N 29/02, 1977, Авторское свидетельство СССР

N1370544,,кл. G 01 К 29/02, 1985.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров двухфазных сред, транспортируемых по трубопроводам.

Цель изобретения — повышение точности эа счет учета изменений плотности среды, вызванных изменениями гидростатического давления.

На чертеже приведена блок-схема устройства для определения газосодержания в жидкости. устройство для определения газосодержания в жидкости содержит последовательно соединенные генератор 1 синусоидального напряжения, усилитель 2 мощности, пьезоэлектрический излучатель 3 и последовательно соединенные пьезоэлектрический приемник 4 акустических колебаний, согласующий усилитель 5, полосовой фильтр 6, выпрямитель 7, аналого-цифровой преобраз".âàòåëü (АЦП) 8 и первый буферный регистр 9, второй буферный регистр 10, пер„„. Ж„„1626146 Al (54) ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÎÄËß СПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОСОДЕРЖАНИЯ В ЖИДКОСТИ 57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров двухфазных сред, транспортируемых по трубопроводам, Целью изобретения является повышение точности за счет учета изменений плотности среды, вызванных изменениями гидростатического давления. B устройстве осуществляется определение газосодержания по измеренным значениям звукового давления и схорос, звука при постоянном значении колебательной скорости и при известном значении плотности жидкости, 1 ил.

s< .1 и второй компараторы 11 и 12, триггер

,, элемент И 14, генератор 15 импульсов и счетчик 16 импульсов и блок 17 вычислений, выход готовности данных АЦП 8 соединен с входом стробирования первого буферного регистра 9, выходы данных первого и второго буферных регистров 9 и 10 подключены к соответствующим входам блока 17 вычислений, выход управления которого соединен с входами разрешения ввода данных первого и второго буферных регистров 9 и 10 и с входом запуска АЦП 8, выход генератора 1 синусоидального напряжения соединен с входом первого компаратора 11, выход которого подключен к установочному входу триггера 13, выход фильтра 6 соединен с входом второго компаратора 12, выход последнего подключен к входу сброса триггера 13, прямой выход которого соединен с входом стробирования второго буферного регистра 10 и с первым входом элемента И

14, второй вход которого соединен с генера1626146

30

55 тором 15 импульсов, а выход — со счетным входом счетчика 16 импульсов, выход которого соединен с входом данных второго буферного регистра 10. Позицией 18 обозначена труба с контролируемой жидкостью, Устройство работает следующим образом.

С помощью генератора 1, усилителя 2 мощности и пьезоизлучателя 3. вмонтированного эаподлицо в стенку трубы 18, с потоком исследуемой жидкости, содержащей газовые пузыри, возбуждают акустические колебания с частотой, меньшей резонансной частоты газовых пузырей.

Далее акустические колебания среды воспринимаются пьезоприемником 4. Сигналы с выхода последнего усиливаются усилителем 5 и фильтруются полосовым фильтром 6. На выходе выпрямителя 7 получают сигнал, пропорциональный звуковому давлению P. В усилителе 2 мощности поддерживается постоянство напряжения на излучателе 3. т.е. обеспечивается постоянство колебательной скорости ч.

Далее сигнал с выпрямителя 7 поступает на аналоговый вход АЦП 8.

По окончании преобразования АЦП 8 вырабатывает сигнал "Готовность данных".

По этому сигналу цифровой код с цифровых выходов АЦП 8 записывается в буферный регистр 9, а из него по сигналу "Чтение", подаваемому на регистр 9 из блока 17 вычислений. записывается в память последнего, Одновременно синусоидальное напряжение с генератора 1 поступает на компаратор 11, который формирует импульс при переходе через ноль синусоидального напряжения, вырабатываемого генератором 1. Импульс, генерируемый компаратором 11, в момент перехода через ноль с отрицательной полуволны на положительную синусоидального напряжения, вырабатываемого генератором 1, устанавливают триггер 13 в состояние "1", Этот сигнал поступает на первый вход элемента И 14, который начинает пропускать импульсы с генератора 15 на счетный вход счетчика 16.

В это время задержанный при прохождении в среде синусоидальный сигнал с фильтра 6 поступает на аналогичный компаратор 12, формирующий импульс в момент перехода через ноль с отрицательной полуволны на положительную сигнала фильтра 6.

Этот импульс устанавливает триггер 13 в состояние "0", который запрещает поступление через элемент И 14 счетных импульсов с выхода генератора 15 на счетчик 16.

Число. записанное в счетчике 16, пропорционально времени прохождения акустического сигнала между стенками трубы. По времени распространения акустического сигнала от одной стенки трубы до противоположной, т.е. от излучателя 3 до приемника

4, и известному расстоянию между последними в блоке 17 вычислений определяется значение скорости звука в контролируемой среде.

Цифровой код счетчика 16 записывается в буферный регистр 10 сигналом стробирования, подаваемым на регистр 10 с триггера 13 в момент окончания щета. Блок

17 вычислений, подавая на буферные регистры 9 и 10 сигнал разрешения ввода, считывает коды иэ этих регистров и одновременно запускает АЦП 8 для выполнения следующего цикла. В то время, когда АЦП 8 проводит цикл преобразования, блок 17 вычислений, имея в своей памяти значение звукового давления Р, полученное из АЦП 8, время Т распространения звукового сигнала от одной до другой стенки по диаметру трубы, значение колебательной скорости ч, диаметр трубы d и плотность жидкости ро, введенные в память заранее, вычисляют газосодержание Р по формулам:

Излучатель 3 и приемник 4 устройства могут быть выполнены из пьеэокерамики

ЦТС-19. В качестве АЦП 8 может быть использована микросхема К111ЗПВ1. буферные регистры 9 и 10 — микросхема

КР580ИР82, блок 17 вычислений может быть выполнен на основе ДВК-3 с контроллером связи.

Предлагаемое устройство характеризуется более высокой точностью, так как измеренное значение скорости звука позволяет учесть изменение плотности среды с пузырями, происходящее с изменением гидростатического давления.

При этом исключается методическая погрешность и повышается точность определения гаэосодержания. Кроме того, инструментальная погрешность устройства меньше на величину погрешности измерителя уровня жидкости, применяющегося при градуировке известного устройства, который отсутствует в данном устройстве.

Формула изобретения

Устройство для определения газосодержания в жидкости, содержащее по1626146

Составитель Г,Макисочкин

Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец

Заказ 274 Тираж 389 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 следовательно соединенные генератор синусоидального напряжения, усилитель мощности, пьезоэлектрический излучатель и последовательно соединенные пьезоэлектрический приемник, согласующий усили- 5 тель, полосовой фильтр и выпрямитель, о тл ича ю щеес я тем,что,сцельюповышения точности. оно снабжено аналого-цифровым преобразователем, первым и вторым компараторами, первым и вторым буферны- 10 ми регистрами, триггером, генератором импульсов, элементом И, счетчиком импульсов и блоком вычислений, выход выпрямителя соединен с аналоговым входом аналогоцифрового преобразователя, цифровые 15 выходы которого соединены с соответствующими входами данных первого буферного регистра, выход готовности данных аналого-цифрового преобразователя соединен с входом стробирования первого буферного 20 регистра, выходы данных первого и второго буферных регистров поцключены к соответствующим входам блока вычислений, выход управления которого соединен с входами разрешения ввода данных первого и второго буферных регистров и с входом запуска аналого-цифрового преобразователя, выход генератора синусоидального напряжения соединен с входом первого компаратора, выход которого соединен с установочным входом триггера, выход фильтра соединен с входом второго компаратора, выход которого соединен с входом сброса триггера, прямой выход триггера соединен с входом стробирования второго буферного регистра и с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к генератору импульсов, а выход — к счетному входу счетчика импульсов, выход которого соединен с входом данных второго буферного регистра, а вход сброса подключен к выходу первого компаратора.