Устройство индикации неоднородности и расхода двухфазной среды

 

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ц) G 01 F 1/74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

l1Q ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР . (21) 4674594/10 (22) 05,04.89 (46) 28.02.91. Бюл. 39 8 (71) Центральное конструкторское бюро "Океангеотехника" (72) Л.M.Евелькин и О.M.Муштареев (53) 681.121(088.8) (56) Патент США К 4445389, кл. G 01 F !/66, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1312393, кл, G 01 F 1/76, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ИНДИКАЦИИ НЕОДНОРОДНОСТИ И РАСХОДА ДВУХФАЗНОЙ СРЕДЫ (57) Изобретение отосится к технике измерения неоднородности и расхода двухфазной среды и позволяет повысить точность регистрации неоднородности и расхода твердых включений двухфазного потока. Излучатели 1, ÄÄSUÄÄ 1631287 A 1

2 расположенные на внешней стенке трубопровода, формируют ультразвуковые сигналы, которые поступают в приемники 2, расположенные на противопоI ложной стенке трубопровода с внешней стороны. Блок 4 измерения скорости потока вырабатывает сигнал, пропорциональный скорости потока, и подает его на функциональный преобразователь 10. Сигналы от приемников 2 суммируются в блоке 3 суммирования и поступают в схему обработки, содержащую управляемый усилитель 5, линейный детек тор 6, интегратор 8,перемножитель 9, аналого-цифровой преобразователь 12, блок 14 полосовых фильтров .и вычислительный блок 17. Обработанный сигнал поступает в блок 18 индикации, где отображаются неоднородность и расход среды. 1 ил.

1631287

Изобретение относится к технике измерений объема или массы жицкостей, газов или сыпучих тел путем пропускания их через измерительные устройства непрерывным потоком, в частности к технике измерения неоднородности и расхода твердых включений в двухфазном потоке-, и может быть использовано в промышленной добыче твердых >р полезных ископаемых со дна океана.

Целью изобретения является повышение точности регистрации неоднородности и расхода твердых включений двухфазного потока. t5

На чертеже представлена блок-схема устройства, Устройство индикации неоднородности и расхода двухфазной среды содержит ультразвуковые излучатели 1, 2р приемники 2 с различными диапазонами сигналов, блок 3 суммирования, подключенный N входами к Б выходам датчиков-приемников 2, блок 4 измерения скорости потока, управляемый усилитель 5, линейный детектор 6 с регулируемым порогом отсечки и подсоединен.ная к регулируемому входу линейного детектора 6 клемма 7, интегратор

8, перемножитель 9, первый функцио- 3р нальный преобразователь 1О, соединенный с вторым входом перемножителя

9 и блоком 4 измерения скорости, второй функциональный преобразователь

11, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1 2, аналоговый коммутатор 13, блок 14 полосовых фильтров (БПФ),. детекторный блок 15, блок 16 компараторов, вычислительный блок (ВБ)

17, блок 18 индикации и трубопровод

19.

Устройство индикации неоднородности и расхода двухфазной среды работает следующим образом, По трубопроводу 19 подается двух- 45 фазный поток, состояший из воды и твердых включений. Одновременно с

N излучателей 1, работающих на дис кретных значениях частот звукового диапазона, передаются сигналы, принимаемые приемниками 2. Эти принимаемые сигналы имеют различную степень затухания в различных каналах и их амплитуда также зависит от размеров твердых включений. С N приемников

2 сигналы передаются на сумматор 3 и с выхода сумматора 3 — на управляемый усилитель 5; Одновременно блок

i4 измерения скорости потока гырабатывает сигнал, пропорциональный по амплитуде скорости потока, и передает его на первый функциональный преобразовательь 1 О „имеющий передаточную характеристику, близкую к логарифмической. С усилителя 5 сигнал передается в цепь автоматической регулировки усиления, состоящей иэ линейного детектора 6 с регулируемой отсечкой и интегратора 8. С клеммы 7 подается

J напряжение, регулирующее порог отсечки. При отсутствии твердых включений в потоке сигнал с выхода линейного детектора 6 с регулируемой отсечкой равен нулю, при отсутствии корректировки (беэ использования клеммй 7) сигнал пропорционален расходу жидкой фазы в потоке (без учета скорости потока). С выхода интегратора

8 формируется игнал, пропорциональный расходу (без учета скорости потока) и по динамической характеристике имеющий логарифмическое искажение из-за действия автоматической регули ровки усиления, что позволяет улучшить различение ослабленных сигналов (при наличии множества твердых включений в потоке). Этот сигнал подается на первый вход перемножителя 9, одновременно на второй вход перемножителя 9 с первого функционального преобразователя 10 подается предыскажен-.. ный сигнал скорости. С выхода перемножителя 9 через второй функциональный преобразователь 11, имеющий характеристику, близкую к экспоненциальной, проходит сигнал, который на выходе второго функционального преобразователя 11 .пропорционален расходу. Этот сигнал через АЦП 12 подается на ВБ 17 и на блок !8 индикации, индицир ющий цифровое значение расхода, а также сигнал с выхода второго функционального преобразователя 11 подается на аналоговый коммутатор 13, с выхода которого попадает на блок 18 индикации и формируетсяна экране в виде части осциллограммы. Одновременно с выхода усилителя

5 сигнал подается на БПФ 14, где разделяется по частоте íà N каналов и преобразуется детекторным блоком

15 в видеосигнал, который подается через аналоговый коммутатор 13, формирующий разделение сигналов по горизонтали осциллограммы, на блок 18 индикации, где и формируется осциллограмма. Одновременно сигналы с выФормула изобретения

Составитель В,Ярыч

Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар

Редактор F..Êoï÷à

Заказ 534 Тираж 4j8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. й/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

163! 2 ходов детекторного блока l5 формируются на блоке компараторов l6 в цифровой код и подаются на ВБ 17. Последний синхронизирует работу АЦП 12, аналогового коммутатора 13 и блока

18 индикации.

При наличии твердых включений в потоке в зависимости от геометрических размеров этих включений происхо дит различное затухание на разных

Э излучаемых йзлучателями 1 частотах.

Различение неоднородности от действующих значений затуханий значительно улучшается при относительной фиксации неоднородности, поскольку при введении линейного детектора 6 с регулируемой отсечкой и интегратора 8 обобщенное значение сигнала становит- 2Q ся строго нормированным. Среднее значение сигнала остается приблизительно постоянным и малозависящим от общего значения затухания, однако неравномерность между сигналами, означающи- 25 ми неравномерное затухание каждого из И каналов, растет. Это уменьшает вероятность ошибочной отработки блока lб компараторов и повышает точность регистрации. 30 устройство индикации неоднородности и расхода двухфазной среды, содержащее установленные на противо35 паложных стенках трубопровода с внеш87

6 ней стороны N rrap ультразвуковых излучателей и приемников, а также сумматор, подключенный И входами к приемникам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности твердых включений двухфазного потока, в него введены последовательно соединенные управляемый усилитель, входом подключенный к выходу сумматора линейный детектор с. регулируемым порогом отсечки, интегратор, перемножитель, первый функциональный преобразователь, аналогоцифровой преобразователь и вычислительный блок, последовательно соединенные блок полосовых фильтров,,подек ключенный к выходу управляемого. усилителя, детекторный блок и блок компараторов, подключенный к второй группе входов вычислительного блока, последовательно соединенные блок измерения скорости потока и второй функциональный преобразователь, выходом подключенный к второму входу перемножителя, последовательно соединенные аналоговый коммутатор, подключенный входами к выходам детекторного блока и выходу функционального преобразователя, и блок индикации, группой входов подключенный к выходам вычислительного блока, синхровыход которого подключен к синхровходам аналогового коммутатора и аналого-цифрового преобразователя,выход интегратора подключен к управляющему входу управляемого усилителя.