Устройство для определения концентрации свободного газа в жидкофазных средах
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении концентрации свободного газа в жидкости. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения погрешности преобразования временного интервала при приведении к одному значению частот двух каналов. Исследуемая жидкость зондируется сигналами разных частот - низкочастотным и высокочастотным, После приема этих сигналов и преобразования к одному значению частоты определяют временной интервал запаздывания низкочастотного сигнала, по которому судят о концентрации газа. В одном канале низкочастотный сигнал умножается по частоте до среднего частотного значения, а в другом канале высокочастотный сигнал делится по частоте до этого же значения, что позволяет сохранить без изменений измеряемый временной интервал. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с с:. (61) 1603288 (21) 4754489/28 (22) 30.10.89 (46) 07.09.91. Бюл, N 33 (75) Ю. И. Кабарухин (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 1603288, кл. G 01 N 29/02, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СВОБОДНОГО ГАЗА В ЖИДКОФАЗНЫХ СРЕДАХ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении концентрации свободного газа в жидкости. Цель изобретения — повышение точности измерения за счет исключения Изобретение относится к контрольноизмерительным устройствам, предназначено для оперативного контроля с высокой точностью концентрации свободного газа в жидкости и является усовершенствованием авт. св, СССР ¹ 1603288. Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений за счет исключения погрешности преобразования временного интервала при приведении к одному значению частот двух каналов. На чертеже приведена структурная схема измерителя, Устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости содержит кварцевый генератор 1, выход которогб соединен с входом первого усилителя-ограничителя 2, выход его соединен с входом делителя 3 частоты с коэффициентом деления, pBBHblM, например 2 =256(реализовать 8 который возможно последовательным включением восьми делителей частоты на Б0 „„16?5?55 А2 погрешности преобразования временного интервала при приведении к одному значению частот двух каналов, Исследуемая жидкость зондируется сигналами разных частот — низкочастотным и высокочастотным. После приема этих сигналов и преобразования к одному значению частоты определяют временной интервал запаздывания низкочастотного сигнала, по которому судят о концентрации газа. В одном канале низкочастотный сигнал умножается по частоте до среднего частотного значения, а в другом канале высокочастотный сигнал делится по частоте до этого же значения, что позволяет сохранить без изменений измеряемый временной интервал. 1 ил. два), выход которого соединен с входом фильтра 4 нижних частот. Выходы усилителей 5 и 6 мощности соединены с входами акустических излучателей 7 и 8. Выход приемника 9 акустических колебаний, расположенного на равных расстояниях I от излучателей 7 и 8; соединен с входами селективных усилителей 10 и 11. Выход усилителя 10 соединен с входом умножителя 12 частоты с коэффициентом умножения, равным, например, 2 =16.Выход усилителя 11 соединен через усилитель-ограничитель 13 с входом делителя 14 частоты с коэффициентом деления, равным. например, 24=16. Выходы делителя 14 частоты и усилителя-ограничителя 15 соединены с входами измерителя 16 разности,фаз, выход которого соединен с входом регистратора 17, Работает устройство следующим образом. Непрерывные колебания (например, с частотой 1024 кГц) усиливаются первым усилителем 6 мощности и излучаются в иссле1675755 дуемую жидкость, содержащую свободный газ, первым акустическим излучателем 7. Те же высокочастотные колебания поступают также на вход первого усилителя-ограничителя 2, с выхода которого прямоугольные импульсы типа меандр подаются на первый делитель 3 частоты с коэффициентом деления, равным, например 256, Прямоугольные импульсы типа меандр с частотой 4 кГц с выхода делителя 3 частоты фильтруются фильтром 4 нижних частот с частотой среза 4 кГц, после чего синусоидальные колебания, снимаемые с выхода фильтра 4 нижних частот, с частотой -", кГц усиливаются вторым усилителем 5 мощности и излучаются в жидкость акустическим излучателем 8. Изза различной скорости распоостранения в жидкости с пузырьками газа акустических волн с частотами 1024 и 4 кГц на вход приемника 9 низкочастотный сигнал приходит с запаздыванием Л: по отношению к высокочастотному сигналу. Величина задержки At определяется концентрацией свободного газа в жидкости. С выхода приемника 9 электрические сигналы фильтруются и усиливаются с частотами селекции соответственно 4 и 1024 кГц. Отселектированные сигналы с частотой 1024 кГц усиливаются и ограничиваются по уровню, делятся по частоте с коэффициентом деления 16. Прямоугольные импульсы типа меандр с частотой 64 кГц поступают на первый вход измерителя 16. Отселектированные синусоидальные сигналы с частотой 4 кГц с выхода поступают на вход умножителя 12 частоты с коэффициентом умножения 16, с выхода которого синусоидальные сигналы с частотой 64 кГц усиливаются и поступают на второй вход измерителя 16. Г!о измеряемой разности фаз Ар, определяемой временем задержки низкочастотного сигнала относительно высокочастотного сигнала при распространении их в жидкости с пузырьками газа. с помощью тарировочной кривой +=<(U) определяют концентрацию свободного газа в жидкости U, При делении частоты сигнала в основном изобретении уменьшается (делится) не 4 только его часгпта, но и тот самый фазовый сдвиг, обусловленный запаздыванием низкочастотного сигнала относительно высокочастотного. величина которого однозначно связана с измеряемой концентрацией свободного газа в жидкости, что ведет к уменьшению точности измерения фазового сдвига. Точность измерения концентрации свободного газа в жидкости при одной и той же разрешающей способности измерителя разности фаз можно существенно повысить, например, в десять раз. Для этого достаточно поделить высокочастотный сигнал не на 100, а на 10, а частоту низкочастотного сигнала умножить на 10, чтобы сигналы различных частот (1 МГц и 10 кГц) привести к одной частоте (100 кГц) для осуществления фазовых измерений. Кроме повышения точности измерений возрастает чувствительность данного устройства по сравнению с прототипом. Например, если в прототипе изменение обьемной концентрации воздуха в жидкости на ) 10 вызывало изменение скорости звука на 8, что обуславливало дополнительный временной сдвиг между ВЧ- и НЧ-сигналами Л т=9 мкс, который в прототипе в результате деления частоты ВЧ-сигнала на 100 также уменьшался в 100 раз и составлял 0,09 мкс (чувствительность прототипа, определяемая изменением временного сдвига At между разночастотными сигналами с изменением обьемной концентрации воздуха на единицу (в примере на 1 105 составляла 0,09 мкс, то в данном устройстве этот временный сдвиг уменьшается и ри делении частоты ВЧ-сигнала всего в 10 раз, следовательно, чувствительность данного устройства увеличивается в 10 раз. Формула изобретения Устройство для определения концентрации свободного газа в жидкофазных средах по авт. св, СССР N 1603288, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено умножителем частоты, включенным между выходом второго селективного усилителя и входом второго усилителя-ограничителя, 1675755 Составитель Л. Кондрыкинская Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая Заказ 2997 Тираж 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
