Способ измерения толщины жидкой пленки на стенках прозрачного трубопровода

 

оо715931

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

G 01 В 11/06 (22) ЗаЯвлено 22.01.76 (21) 2317167/25-28 с присоединением заявки М (23 ) П риоритет—

Йауааротевниьй комитет

СССР аа делам изобретений а открытий, Опубликовано 15.02.80, Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 25.02.80 (53) УДК 531.71 7. .521 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Л. Душкин

Московский ордена,Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЖИДКОЙ ПЛЕНКИ

НА СТЕНКАХ ПРОЗРАЧНОГО ТРУБОПРОВОДА

Изобретение относится к измерительной технике в теплоэнергетике и химической технологии и может быть использовано для точного оп. ределения мгновенного значения толщины жидкой пленки, текущей по стенкам цилиндричес5 кого канала.

Известен способ измерения толщины жидкой электропроводной пленки, основанный на измерении сопротивления пленки между стенкой канала и контактной иглой (11. . Недостаток указанного способа состоит в значительных ошибках, связанных с осуществлением контакта между иглой и движущейся жидкостью.

Известен также способ измерения толщины

15 жидкой пленки, по которому в жидкость вводят люминофоры, облучают ее мощным источником излучения и по интенсивности свечения люминофора определяют мгновенное значение голщины жидкой пленки (21.

Недостатки данного способа состоят в сложности и низкой точности, обусловленной свечением люминофора, находящегося в мелких каплях над пленкой..Целью изобретения является упрощение процесса измерения толщины жидкой пленки и увеличение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что к исследуемому участку прозрачного трубопровода, по стенкам которого течет жидкость, прикладывают призму с цилиндрической гранью, облучают ее световым пучком, измеряют сдвиг границы полного внутреннего отражения о г поверхнос lH пленки и по величине этого сдвига определяют толщину жидкой пленки.

На чертеже показано устройство для реализации описанного способа.

На цилиндрический канал 1 с текущей жидKoHi пленкой.2 наложена без зазоров и выступов измерительная призма 3 с цилиндрической гранью. Устройство включаег в себя объектив 4, щелевую диафрагму 5, входную линзу 6, фотоэлектрический приемник 7 излучения, ббъектив 8, щелевую диафрагму 9 и источник 10 света.

Устройство работает следующим образом.

На входную грань призмы 3 проекгирус ся с помощью объектива 8 изображение шсли 9, 1О аа„(Р -Ф) -

Заказ 9511/37

Подписное

ЦНИИПИ

Тираж 801

3 7 освещаемой источником 10. На выходной грани призмы изображение щели будет иметь

E меньшую длину.

В отсутствие жидкой пленки граница щели будет находиться на расстоянии S от оси трубы, определяемом по формуле

Ио

S =Rm где R — радиус трубы;

N — показатель преломления призмы; ае — показатель преломления газовой фазы

Присутствие пленки на стенке цилиндрического канала сдвигает границу S на величину где п — показатель преломления жидкости;

6 — толщина жидкой пленки, Таким образом, при измерении величин S и $ можно определить толщину жидкой пленй

/ =R(+ — — a) > пл Фл

И где коэффициент К = 1 + - — учитывает оптиЙ

Wj. ческие характеристики системы (А — половина ширины щели диафрагмы 5).

15931 4

Отношение S /S определяют, измеряя приемником 7 интенсивность света, прошедшего через объектив 4, дйафрагму 5 и входную линзу 6. Для измерений целесообразно использовать излучение с такой длиной волны, чтобы оно не поглощалось веществом жидкой пленки;

Формула изобретения

Способ измерения толщины жидкой пленки на стенках прозрачного трубопровода путем облучения исследуемого участка световым пучком и регистрации изменения параметров этого пучка, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения и увеличе-, ния точности,к исследуемому участку трубы прикладывают призму с цилиндрической гранью, измеряют сдвиг границы полного внутреннего отражения от поверхности пленки и по величине этого сдвига определяют толщину жидкой пленки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

25 1 Хьюитт Дж., Холл — Тейлор Н. Кольцевые двухфазные течения. М., "Энергия", 1974, с, 374.

2. Там же, с. 375 (прототип).

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4