Устройство для определения количества растворенных газов в жидкости

 

(72) Авторы изобретения

Е.С. Чистяков, Ю.И. Дышлевой и Л.П. Кравцова„.

Ордена Ленина харьковский авиационный институт им Н.Е. Жуковского (7I ) Заявитель (Я) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА

РАСТВОРЕННЬЗХ ГАЗОВ B ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля количества растворенных газов в жидкостив гидродинамике химической техноло-

S гии, биологии.

Известно устройство для определения количества растворенных газов в жидкости, содержащее ультразвуковой генератор, соединенный с пьезоэлектрическим излучателем, и детектор 513.

Недостатком этого устройства является его низкая точность.

Наиболее близкое к предлагаемому по технической сущности устройство для определения количества растворенных газов в жидкости содержит ультразвуковой излучатель, последовательно соединенные, детектор, электронный ключ и счетчик импульсов и генератор высокой частоты 2 ).

Недостаток этого устройства заключается в значительной температурной погрешности вследствие зависимости излучаемой мощности от резонансной частоты излучателя, что снижает точность определения.

Цель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными электродом, установленным на излучателе, фазовращателем, усилителем-формирователем, дифференцирующей цепочкой, генератором импульсов с кнопкой запуска, а вход детектора соединен с электродом.

На чертеже приведена блок-схема устройства для определения количес тsa растворенных газов в жидкости.

Устройство состоит из ультразвукового полого пьезокерамического цилиндрического излучателя 1, электрода 2 на излучателе и генератора 3 прямоугольных импульсов, выход кото! рого соединен с излучателем 1, а вход ,через последовательно соединенные

3 92 дифференцирующую цепочку 4, усилитель-формирователь 5 и Фазовращатель б - с электродом 2. Устройство содержит также счетчик 7 импульсов, реле

8 времени и электронный ключ 9, один вход которого через детектор 10 соединен с электродом 2, другой вход - с реле 8, а выход — с счетчи ком 7 импульсов. Один из. входов генератора 3 прямоугольных импульсов соединен также с кнопкой 11 запуска.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемую пробу жидкости заливают в излучатель 1. При нажатии кнопки 11 запуска генератор 3 выраба тывает одиночный прямоугольный импульс, длительность которого выбирается близкой к половине период@ собственных радиальных колебаний излучателя. Под воздействием этого импульса в излучателе 1 возбуждаются механические собственные колебания с частотой, зависящей от температуры жидкости.

Благодаря прямому пьезоэлектрическому эффекту в процессе колебаний электрода 2 возникают электрические колебания, частота которых также равна собственной частоте излучателя 1., Эти колебания после прохождения через Фазовращатель б усилителемФормирователем 5 преобразуются в прямбугольные и после дифференцирования цепочкой 4 в виде импульсов соответствующей полярности подаются на вход генератора 3, вызывая его повторные запуски. Путем Фазового сдвига колебаний фазовращателем 6 добиваются, чтобы запуск генератора 3 осуществлялся в фазе с собственными колебаниями излучателя 1.

При изменении температуры исследуемой жидкости изменяется период собственных колебаний излучателя 1 и, соответственно, частота запуска генератора 3. Таким образом, введение дополнительных элементов в устройство обеспечивает возбуждение излучателя всегда на резонансной частоте, т.е. постоянство излучаемой акустической мощности, независимо от температуры жидкости.

Амплитуда прямоугольных импульсов генератора 3 выбирается таким образом, чтобы выделение газа из .жидкости flpH ее дегазации обеспечивалось в виде стабильной последова6589 4 тельности одиночных пузырьков, об- разующихся в фокусе излучателя 1 за счет процесса направленной диффузии растворенного газа из жидкости в микропузыръки и их коагуляции.

При удалении пузырька из фокуса излучателя на электроде 2 образуется кратковременный выброс напряжения, который выделяется детектором 10

10 и используется для подсчета числа пузырьков. Для этого импульсы с выхода детектора подаются через электронный ключ 9 на счетчик 7 импульсов. Электронный ключ управляется реле 8 времени, которое по команде оператора вырабатывает перепад напряжения фиксированной длительности, открывающий на это время электронный ключ 9. Прошедшие через электронный ключ 8 импульсы подсчитывают счетчиком 7 импульсов.

Определение количества растворенных газов с(, для каждой жидкости производится по тарировочным кривым

A=f(oL) где и - число импульсов за фиксированный отрезок времени.

Предлагаемое устройство при исследуемой жидкости — воде с температурой 10-25 С с использованием в качестве излучателя поЬого цилиндрического преобразователя с собственной частотой, равной 16,3 кГц, позволяет повысить точность определения количества растворенных газов в жидкости в три"четыре раза.

Формула изобретения

Устройство для определения количества растворенных газов в жидкости, содержащее ультразвуковой излучатель, последовательно соединенные ю детектор, электронный ключ и. счетчик импульсов и реле времени, подключенное к другому входу ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно

15 снабжено последовательно соединенными электродом, установленным на излучателе, фазовращателем, усилителем-формирователем, дифференцирующей цепочкой, генератором импульсов с кнопкой запуска, а вход детектора соединен с электродом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР 176450, кл. G 01 и 29/02, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 711460, кл. 6 01 и 20/02, 1978 (прототип).

926589

Составитель В. Черник

Редактор А. Лежнина Техред М, Надь КорректорО. Билак

Заказ 2976/38 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4