Устройство для определения концентрации растворенного газа в жидкости

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для дистанционного определения концентрации растворенного газа в жидкости Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности контроля неоднородности газосодержания по сечению исследуемой среды В устройстве осуществляется дегазация заданного объема исследуемой жидкости с помощью фокусирующего ультразвукового преобразователя и облучение двухфазной среды амплитудно-модулировэннои волной накачки. О концентрации газа в жидкости судят по уровню акустического отклика разностной частоты при различных фокусных расстояниях фокусирующего преобразователя , что обеспечивает возможность контроля неоднородности газосодержания по сечению исследуемой среды 2 ил

союз советских

СОЦИ4ЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я) G 01 N 29/02

ГОСУД4РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М

О

4 (21) 4652615/28 (22) 22.02.89 (46) 23.05.91. Бюл, 1ч. 19 (75} Ю.И.Кабарухин и Е,Г, Кабарухина (53) 620.179.16 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 530243,,кл, G 01 N 29/02, 1976.

Journal Geophysical Research, 1970, ч.

75, М 3, р,603-604. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРЕННОГО ГАЗА

В ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для дистанционного определения концентрации растворенного газа в жидкоИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для дистанционного определения концентрации растворенного газа в жидкости.

Цель изобретения — расширение области применения устройства эа счет возможности контроля неоднородности газосодержания по сечению исследуемой среды.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для определения концентрации растворенного газа в жидкости; на фиг. 2— временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для определения концентрации растворенного газа в жидкости содержит генератор 1 гармонических колебаний, ключ

2; усилитель 3 мощности, вход которого соединен с выходом ключа 2, приемный. преобразователь 4, регистратор 5, последом„„Я2„„1651197 А1

/ сти. Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет воэможности контроля неоднородности гаэосодержания по сечению исследуемой среды. В устройстве осуществляется дегазация заданногоо объема исследуемой жидкости с помощью фокусирующего ультразвукового преобразователя и облучение двухфазной среды амплитудно-модулированной волной накачки. О концентрации газа в жидкости судят по уровню акустического отклика раэностной частоты при различных фокусных расстояниях фокусирующего преобразователя, что обеспечивает возможность контроля неоднородности гаэосодержания по сечению исследуемой среды. 2 ил. тельно соединенные синхронизатор 6, формирователь 7 прямоугольных импульсов, схему 8 задержки и второй формирователь

9 прямоугольных импульсов, последовательно соединенные второй генератор 10 гармонических колебаний, второй ключ 11, второй усилитель 12 мощности и фокусирующий преобразователь 13, выполненный в виле кольца,. генератор 14 модулирующих колебаний и амплитудный, модулятор 15, акустический преобразователь 16 накачки, размещенный в отверстии фокусирующего преобразователя 13 соосно с последним и выполненный в виде кольца. в центре которого размещен приемный преобразователь

4. и перестраиваемый селективный усилитель 17, сигнальный вход которого соединен с выходом приемного преобразователя 4, а вход управления соединен с управляющим выходом генератора 14 модулирующих ко1651197

20

55 лебаний, выход перестраиваемого селективного усилителя 17 соединен с сигнальным входом регистратора 5, синхронизирующий вход которого соединен с выходом синхронизатора 6, выходы первого генератора 1 гармонических колебаний и генератора 14 модулирующих колебаний подключены соответственно к первому и второму входам амплитудного модулятора 15, э выход последнего подключен к сигнальному входу первого ключа 2, выход первого усилителя 3 мощноети подключен к преобразователю 16 накачки, а выход первого формирователя 7 импульсов — к управляющему входу второго ключа 11.

Устройство работает следующим образом.

Задними фронтами синхроимпульсов 0

1(фиг. 1) с выхода синхронизатора 6, управляющего работой всего устройства, запускается первый формирователь 7 прямоугольных импульсов, на выходе которого формируются видеоимпульсы U 2 с необходимой длительностью тщ и скважностью, определяемой периодом следования синхроимпульсов 0 1. Задними фронтами видеоимпульсов U2 запускается схема 8 задержки, в качестве которой используется ждущий мультивибратор, на выходе которой формируются видеоимпульсы U 3 с регулируемой длительностью т д, задним фронтом которого запускается второй формирователь 9 прямоугольных импульсов, формирующий видеоимпульсы О 4 длительностью tug, Непрерывные колебания с час1 тотой f> с выхода второго генератора 10 гармонических колебаний поступают на вход второго ключа 11, на выходе которого под воздействием водеоимпульсов 0 2, поступающих на управляющий вход ключа 11, формируются радиоимпульсы U 5, которые усиливаются вторым усилителем 12 мощности и излучаются фокусирующим преобразователем 13, в фокальной области которого под воздействием сфокусированных акустических волн осуществляется дегазация жидкости с растворенным в ней газом, который выделяется в виде пузырьков. Гармонические колебания с несущей частотой f с выхода первого генератора 1 гармонических колебаний модулируются гармоническими колебаниями частотой Е с выхода генератора 14 модулирующих колебаний в амплитудном модуляторе 15. Амплитудно-модулированное колебание с выхода амплитудного модулятора 15 подается на сигнальный вход первого ключа 2, на выходе которого под воздействием видеоимпульсов U 4, подающихся на управляющий вход ключа 2, образуются рэдиоимпульсы U 6, которые усиливаются первым усилителем 3 мощности и излучаются в водную среду акустическим преобразователем 16 накачки. В результате нелинейного взаимодействия излучаемых волн накачки с частотными компонентами амплитудно-модулированных колебаний f, (f-E), (f+E) в воде образуются акустические волны разностной частоты Е, облучающие образующиеся при дегазации жидкости газовые пузырьки в фокальной области фокусирующего преобразователя 13. Акустические зхо-сигналы, рассеянные газовыми пузырьками, принимаются широкополосным приемным преобразователем 4, и в виде электрических сигналов U 7 поступают на вход перестраиваемого селективного усилителя 17, резонансная частота которого изменяется в соответствии с изменением частоты колебаний генерируемых генераторов 14 модулирующих колебаний. Сигналы разностных частот, уровни которых несут информацию о концентрации газовых пузырьков в жидкости, регистрируются регистратором 5.

Использование изобретения обеспечивает преимущества, заключающиеся в возможности дегазировать исследуемую жидкость в заданых областях, расположенных на оси фокусирующего преобразователя, и тем самым обеспечивается возможность контролировать неоднородность газосодержания по сечению исследуемой среды.

Формула изобретения

Устройство для определения концентрации растворенного газа в жидкости, содержащее генератор гармонических колебаний, ключ, усилитель мощности, вход которого соединен с выходом ключа, приемный преобразователь и регистратор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения зэ счет возможности контроля неоднородности газосодержания по сечению исследуемой среды, оно снабжено последовательно соединенными синхронизатором, формирователем прямоугольных импульсов, схемой задержки и вторым формирователем прямоугольных импульсов, последовательно соединенными вторым генератором гармонических колебаний, вторым ключом, вторым усилителем мощности и фокусирующим преобразователем, выполненным в виде кольца, генератором модулирующих колебаний и амплитудным модулятором. акустическим преобразователем накачки, размещенным в отверстии фокусирующего преобразователя соосно с

1651197 последним и выполненным в виде кольца, в центре которого размещен приемный преобразовательь и перестраиваемым селективным усилителем, сигнальный вход которого соединен с выходом приемного преобразо- 5 вателя, а вход управления соединенс управляющим выходом генератора модулирующих колебаний, выход перестраиваемого селективного усилителя соединен с сигнальным входом регистратора, синхронизи- 10 рующий вход которого соединен с выходом синхронизатора, выходы первого генератора гармонических колебаний и генератора модулирующих колебаний подключены соответственно к первому и второму входам амплитудного модулятора, а выход последнего подключен к сигнальному входу первого ключа, выход первого усилителя мощности подключен к преобразователю накачки, а выход первого формирователя прямоугольных импульсов — к управляющему входу второго ключа.

1651197

Фиа

Составитель T,Màêñèìo÷êèí

Редактор В, Бугренкова Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор Л.Бескид

Заказ 1603 Тираж 399 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