устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости
Классы МПК: | G01N29/02 анализ жидкостей |
Автор(ы): | Гаврилов А.М., Ли О.В., Попова Н.В., Сысоев К.Е. |
Патентообладатель(и): | Таганрогский радиотехнический институт |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-09-16 публикация патента:
30.09.1994 |
Изобретение относится к контрольно-измерительным приборам и может быть использовано для контроля малых концентраций свободного газа в жидкостях. Для увеличения точности измерений и устройстве, содержащем генератор высокой частоты, генератор низкой частоты, два селективных усилителя, приемник и излучатель, введены амплитудный модулятор, соединенный своими входами с генераторами низкой и высокой частот, нагруженный на усилитель, последовательно соединенные линейный амплитудный детектор, подключенный к выходу первого селективного усилителя, фильтр нижних частот и фазометр, второй вход которого соединен с выходом второго селективного усилителя, приемный преобразователь выполнен ненаправленным. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СВОБОДНОГО ГАЗА В ЖИДКОСТИ, содержащее генератор высокой частоты, генератор низкой частоты, два селективных усилителя и акустические приемник и излучатель, отличающееся тем, что оно снабжено амплитудным модулятором, соединенным своими входами с генераторами низкой и высокой частот, а выходом - с акустическим излучателем, последовательно соединенными линейным амплитудным детектором, подключенным входом к выходу первого селективного усилителя, фильтром нижних частот и фазометром, второй вход которого соединен с выходом второго селективного усилителя, а акустический приемник выполнен ненаправленным и подключен к входам селективных усилителей.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к контрольно-измерительным приборам и может быть использовано для контроля малых концентраций свободного газа в жидкости. Известно устройство для измерения концентрации нерастворенного газа в жидкости, содержащее генератор высокой частоты, измерительную камеру, смонтированные в ней излучающий и приемный электроакустические преобразователи, усилитель, к входу которого подключен приемный преобразователь, и последовательно соединенные амплитудные детектор и регистратор, подключенные к выходу генератора, выход которого соединен с вторым входом модулятора, выход которого подключен к излучающему преобразователю, аналоговый делитель напряжения, выход которого соединен с вторым входом регистратора, подключенные к выходу усилителя фильтр верхних частот, выход которого соединен с входом первого амплитудного детектора, и фильтр нижних частот и подключенные к выходу последнего последовательно соединенные второй детектор и индикатор, причем выходы детекторов подключены к соответствующим входам делителя напряжения [1]. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, состоящее из генератора синхроимпульсов, нагруженного на генератор низкой частоты, генератор высокой частоты, измеритель временных интервалов и два коммутатора, причем первый коммутатор соединен своими двумя входами с выходом генератора низкой частоты и первым обратным преобразователем и нагружен через первый селективный усилитель на первый сигнальный вход измерителя временных интервалов, второй коммутатор соединен двумя своими входами с вторым обратимым преобразователем и генератором высокой частоты и загружен через второй селективный усилитель с вторым сигнальным входом измерителя временных интервалов [2]. Недостатком прототипа является низкая точность измерения, обусловленная, во-первых, нестабильностью характеристик каналов возбуждения и частот высокочастотных и низкочастотных колебаний, вызванных нестабильностью питания, непостоянством температуры окружающей среды, старением элементов и т. п. , приводящих к случайным сдвигам во времени излучаемых низкочастотной и высокочастотной волн, напрямую искажающих результаты измерений; во-вторых, существенным различием озвучиваемых низкочастотных и высокочастотных волнами объемов исследуемой жидкости, вызванной различием характеристик направленности первого и второго преобразователей в режиме излучения и приема, приводящей к тому, что при неравномерном распределении пузырьков по объему средняя концентрация газа в объемах жидкости озвучиваемых низкочастотными и высокочастотными волнами будет различна. Поэтому сравнение фазовых скоростей НЧ и ВЧ-волн некорректно, поскольку НЧ и ВЧ-волны распространяются фактически в средах с различными объемными концентрациями газа. Техническим результатом изобретения является увеличение точности измерений. Это достигается тем, что в устройство, содержащее генератор высокой частоты, генератор низкой частоты, два селективных усилителя, приемник и излучатель, введены амплитудный модулятор, соединенный своими двумя входами с генераторами низкой и высокой частоты, нагруженный на излучатель, последовательно соединенные линейный амплитудный детектор, подключенный к выходу первого селективного усилителя, фильтр нижних частот и фазометр, второй вход которого соединен с выходом второго селективного усилителя, приемный преобразователь выполнен ненаправленным и подключен к входам селективных усилителей. Предложенное устройство реализует способ измерения концентрации свободного газа в жидкости, основанный на измерении времени запаздывания низкочастотной (НЧ) волны, частота F которой существенно ниже резонансной частоты газовых пузырей, относительно высокочастотной (ВЧ) волны, частота f которой существенно выше резонансной частоты fo газовых пузырей. Известно, что фазовая скорость НЧ волны, частота которой F![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020473/8811.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475t.gif)
U - объемная концентрация свободного газа в жидкости, определяется концентраций газа и меньше Со. При этом фазовая скорость ВЧ волны, частота которой превышает Со и при f
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020473/8811.gif)
Pf(t,x) = P
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-2t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-3t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020334/928.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-4t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-5t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020334/928.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-6t.gif)
PF= PmFcos
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-7t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020334/928.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-8t.gif)
P
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-9t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-10t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-11t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020334/928.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-12t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020334/928.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-13t.gif)
P
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-14t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-15t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-16t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020334/928.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-17t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-18t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-19t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020334/928.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-20t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-21t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020010/916.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020035/981.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020022/960.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020009/729.gif)
P
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-22t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-23t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-24t.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020334/928.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020475/2020475-25t.gif)
Разность фаз между нею и НЧ-волной (4)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020111/936.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020010/916.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020035/981.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020022/960.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020022/960.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020010/916.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020010/916.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020010/916.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020009/729.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020010/916.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020035/981.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020010/916.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020035/981.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020010/916.gif)
![устройство для определения концентрации свободного газа в жидкости, патент № 2020475](/images/patents/453/2020035/981.gif)
Класс G01N29/02 анализ жидкостей