Устройство для измерения физических параметров взвеси

 

(953530

Союз Советск и к

Социапистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6) ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 23.11.79 (2I ) 2843474/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23.08.82. Бюллетень № 31 (5! )М. Кл. .Q01l4 15/06 фкударсиана6 комитет

СССР до делан изобретений и открытий (53) УДК 543. .2 75(088.®) Дата опубликования описания 23.08.82 (72) Авторы изобретения

Ф (E

1:"=.

1 а"

1е

1, Тихоокеанский океанологический институт Д невоЖоййого .."а научного Бентра АН СССР

В. П. Шевцов и В. Т. Матецкий

° c

1 (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ВЗВЕСИ

Изобретение относится к исследованию и определению физических GBpBMeTpoB и свойств веществ, например взвеси жидкости или газа, и может быть использовано в частности, для измерения кон1

5 центрации биологичеакой смеси в океане.

Известны различные устройства для измерения концентрации взвеси, например устройство для измерения концентрации и среднего размера частиц суспеизии, содержащее генератор, пьезоэлектрические преобразователи, усилитель, ограничители, фазовращатель, фазометр и блок перемножения 1) .

С, помопъю укаэанного устройства можно измерять концентрацию взвеси только в ограниченном объеме жидкости или газа. Оно неприменимо для измерения концентрации взвеси в открытых водоемах, например концентрации смеси 20 планктона, в океане при движении судна, с которого осуществляются замеры.

Наиболее близким по технической cymности и достигаемому положительному

2 эффекту является устройство, содержащее генератор электрических колебаний, излучающий и приемный преобразователи, блок выделения и измерейия допплерово. кой частоты. Принцип измерений этим прибором основан на регистрации доппле- ровских смещений частоты, возникающих при рассеянии акустической энергии раз-; личными- неоднородностями водной среды, которые не имеют собственного вектора скорости и перемещаются вместе с пото ком. При этом допнлеровское смещение частоты пропорционально скорости потока(2) .

Недостатком указанного измерителя является то, что он не позволяет измерить концентрацию взвеси жидкости или газа.

Цель изобретения - расширение функ; циональных возможностей, а именно определение концентрации взвеси.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения физических параметров взвеси, содержащее

3 9535 генератор, пьезоэлектрические преобразователи, блок выделения и измерения допплеровской частоты, дополнительно введен интегратор, амплитудный детектор, пороговое устройство, накопитель импульсов и делительное устройство, причем излучающий пьезоэлектрический преобразователь подключен к генератору, а приемный пьезоэлектрический преобразователь соединен с блоком выделения и )о измерения допплеровской частоты, один из выходов которого через интегратор подключен к первому входу дополнительного устройства, а другой подсоединен к входу амплитудного детектора, который через пороговое устройство соединен с накопителем импульсов, выход которого подключен к второму входу дополнительного устро йств а.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для измерения физических пяраметров взвеси.

Схема содержит генератор 1, к которому подключен излучающий пьезоэлектрический преобразователь 2, приемный пьезоэлектрический преобразователь 3, соединенный с блоком 4 выделения и измерения допплеровской частоты, на выходы которого подключены интегратор 5 и амплитудный детектор 6. Последователь-за но с амплитудным детектором 6 включены пороговое устройство 7, накопитель импульсов 8, делительные устройства 9 и 10 {область измерения).

Устройство работает следующим обраший через область измерения 10 за определенное время интегрирования Т.

13 цепи выделения и счетя импульсов рассеяния, содержащий последовательно соединенные между собой амплитудный детектор 6, пороговое устройство 7 и накопитель импульсов 8, формируется сигнал, пропорциональный числу накопленных зя тот же интервал времени Т импульсов, уровень которых выше установленного порога срабатывания устройства

7. С выходов интегратора 5 и накопителя импульсов 8 сигналы подеются на соответствующие входы делительного устройства 9, который вырабатывает сигнал, пропорциональный их отношению.

Так как линейные размеры области измерения 10 заведомо выбирак т меньше расстояния между частицами в среде, то число импульсов, накопленных в накопителе импульсов 8 равно числу прошедших частиц. Следовательно, сигнал на выходе делительного устройства 9 пропорционален концентрации взвеси в среде.

Предлагаемое устройство для измерения физических параметров взвеси позволит производить замеры концентрации взвеси в движущихся поток:-х жидкости или газа, а также обеспечить оператив-: ность и точность измерения концентрации взвеси в открытых водоемах, в частности концентрации биологической взвеси в океане.

Формула изобретения зом.

Электрический сигнал фиксированной частоты с выхода генератора 1 поступает на излучающий пьезоэлектрический преобразователь 2 и в виде ультразвуковых колебаний излучается в исследуемую среду. Часть энергии, рассеянной .на частицах взвеси в области измерения 10, выделенной пересечеьп ем диаграмм направленности излучающего 2 и приемного 3 пьезоэлектрических преобразователей, в последнем преобразуется в электрический сигнал, имеющий частоту, отличающуюся от частоты излучения на величину допплеровского сдвига. Этот сигнал затем

50 подается на блок 4 выделения и измерения допплеровской частоты, где он усиливается, преобразуется и, в результате, выделяется сигнал допплеровской частоты, а на выходе формируется сигнал, пропорциональный мгновенной скорости потока. Этот сигнал подается ня интегратор 5, выходной сигнал которого пропорционален объему среды, прошедУстройство для измерения физических параметров взвеси, содержащее генератор, пьезоэлектрические преобразователи, блок выделения и измерения допплеровской частоты, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью определения концентрации взвеси, в него дополнительно введены интегратор, амплитудный детектор, пороговое устройство, накбпитель импульсов и делительное устройство, причем излучяющий пьезоэлектрический преобразователь подключен к генератору, а приемный пьезоэлектрический преобразователь соединен с блоком выделения и измерения допплеровской частоты, один из выходов которого через интегратор подключен к первому входу делительного устройства, а другой подсоединен к входу амплитудного детектора, который через пороговое устройс гво соединен с накопителем импульсов, выход которого подключен к второму входу делительного устройства.

Источники информапии, принятые во внимание при акспергизе

l. Авторское "видетельство СССР

N 205356, кл. 6018 15/06, 1967.

953530 6

2. Гидрофизические и гидрооптические исследования в Атлантическом и Тихом океанах. М., Наука", 1974, с. 13-20 (прототип) .

Составитель В. Алексеев

Редакгор А. Коэориз Техред М.Тепеp Корректор Ю. Макаренко

Заказ 6267/71 Тираж 887 П одписное

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