Устройство для градуировки измерителей порозности кипящего слоя

 

Изобретение относится к технической физике и позволяет повысить точность градуировки и расширить границы применимости . В устройстве через фланец и циркулятор обеспечивается СВЧ-излучение в полости нижней и верхней секций. Для уменьшения отражения СВЧ-сигнала от газораспределительной плиты фланец установлен с возможностью осевого перемещения. СВЧ-излучение поступает в кипящий слой порошкообразной среды, минимальная высота которой выбирается согласно условию: при Ui/U2 l, где Hi и Н2 - высоты засыпки порошкообразной среды; Ui и U - выходной сигнал СВЧ-измерителя порозности соответственно для высоты Hi и Н2 Величину порозности определяют через прозрачные стенки верхней секции по высоте кипящего слоя. 2 ил. ю (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 15 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

А(Ф!

/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4447565/25 (22) 23.05.88 (46) 23.04.91. Бюл. № 15 (71) Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г. М. Кржижановского (72) С. А. Фадеев, В. В. Ермаков, Г. Н. Ахобадзе, И. М. Эфендиев и В. В. Сарычев (53) 5.11.2.965 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 783656, кл. G 01 N 15/08, 1978.

Инженерно-физический журнал, т. Х, № 1, 1981, с. 151 — 152.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для измерений электрофизических характеристик кипящего слоя, а также для градуировки измерителей порозности кипящего слоя в энергетической, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение точности градуировки и расширение границ градуировки измерителей в СВЧ-диапазоне.

На фиг. 1 изображено устройство для градуировки измерителей порозности кипящего слоя; на фиг. 2 — узел установки фланца.

Устройство содержит сосуд 1, который разделен газораспределительной плитой 2 на две секции 3 и 4, причем нижняя секция

3 сообщена, с регулируемым источником избыточного давления газа (не обозначен), „„Я0„„1643997 A i

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ

ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ПОРОЗНОСТИ КИПЯ

ЩЕГО СЛОЯ (57) Изобретение относится к технической физике и позволяет повысить точность градуировки и расширить границы применимости. В устройстве через фланец и циркулятор обеспечивается СВЧ-излучение в полости нижней и верхней секций. Для уменьшения отражения СВЧ-сигнала от газораспределительной плиты фланец установлен с возможностью осевого перемещения.

СВЧ-излучение поступает в кипящий слой порошкообразной среды, минимальная высота которой выбирается согласно условию: при Н|(Н2 U

Устройство работает следующим образом.

В полость верхней секции 4 засьшается порошкообразная среда до высоты, выбираемой согласно условию

U)/Up= l при Н1(Н, где Н и Н вЂ” высота засыпки порошкообразной среды;

1643997

U и U2 — выходной сигнал СВЧ-измерителя соответственно для высоты Hi и Н2.

Согласно этому условию вся энергия

СВЧ-излучения поглощается и отражается в слое порошкообразного материала, поэтому отраженный сигнал от крышки с отверстием 5 равен нулю. Это необходимо для исключения влияния отраженного СВЧ-сигнала от крышки с отверстием 5 на характеристики рассеяния и отражения в кипящем слое порошкообразной среды. От источника избыточного давления через патрубок, сечение которого перекрывает пластина с отверстиями, с диаметрами, по крайней мере, в 4 — 5 раз меньшими длины волны

СВЧ-излучения, подается газ (воздух) для обеспечения кипящего слоя в верхней секции

4. Газораспределительная плита выполнена из диэлектрика (фетра) толщиной, равной

1/4 длины волны СВЧ-излучения, которое создается полупроводником СВЧ-генератором 10 через циркулятор 9. СВЧ-волна имеет на нижней поверхности газораспределительной плиты узел, поэтому отраженный сигнал от последней минимален, а на верхней поверхности газораспределительной плиты — пучность, что определяет максимальное СВЧ-излучение в контролируемую среду. Для обеспечения этого фланец

7 установлен с возможностью осевого перемещения относительно газораспределительной плиты, которое возможно осуществлять, например, с помощью прокладок между фланцем 7 и нижней секцией 3 или фланцем 7 и циркулятором 9. Регулирование положения циркулятора осуществляют при пустой верхней секции 4 по минимуму отраженного сигнала (от газораспределительной плиты), регистрируемого на приборе 12.

В результате подачи воздуха через газораспределительную плчту обеспечивается кипящий слой порошкообразной среды

6 в верхней секции 4, высота которого фиксируется через прозрачные стенки последней. В зависимости от расхода газа изменяются высота кипящего слоя Н и, следовательно, его порозность. Необходимые значения порозности рассчитываются согласно соотношению =1— М

5 Н Р1 где М вЂ” масса порошкообразной среды;

S — сечение верхней секции 4; р — плотность материала частиц поТ рошкообразной среды.

Для каждого значения порозности (определяемого визуально по высоте Н) регистрируется выходной сигнал СВЧ-измерителя на приборе 12. С учетом полученных данных возможно построить зависимость U =

=1(), что является градуировочной характеристикой для измерителя порозности.

Необходимость установки пластины с отверстиями в 4 — 5 раз меньшими длины волны СВЧ-излучения в патрубок источника избыточного давления определяется мини5 мальным рассеянием электромагнитной энергии в полость патрубка, так как согласно экспериментальным данным этот предел оптимален.

В случае выбора высота засыпки порошкообразной среды меньшей Hi часть электромагнитного излучения, проникая через порошкообразную среду, отражается от крышки с отверстием 5 и далее снова поступает через порошкообразную среду на детектор

11. Градуировочная зависимость в этом слу15 чае имеет искаженный характер, зависящий от степени проникновения через кипящий слой излучения (чем выше порозность, тем выше это влияние) . Использование этой зависимости недопустимо, так как в реальных условиях измерения пороз2О ности в кипящем слое по вектору СВЧ-излучения не установлены какого-либо рода отражающие элементы (статические), т.е. кипящий слой в зоне измерения имеет однородную структуру.

Условие Н1(Н при Ui/14=1 соответствует следующим операциям: засыпка высоты Hi, измерение U> на приборе 12; засыпка высоты Нр, измерение Uz.

Если при повышении уровня засыпки сигнал не увеличивается, то вся энергия

gp СВЧ-излучения отражается или поглощается в порошкообразной среде. В этом случае отраженный сигнал от последней не изменяется.

Установка циркулятора, фланца и нижней . секции соосно необходима для миниЗ5 мизации искажений в структуре излучаемого электромагнитного поля.

Формула изобретения

Устройство для градуировки измерителей порозности кипящего слоя, содержащее сосуд, который разделен газораспределительной плитой на две секции, причем нижняя секция сообщена с регулируемым источником избыточного давления газа, а

45 верхняя через отверстие в крышке сообщена с атмосферой и заполнена порошкообразной средой, стенки верхней секции выполнены прозрачными, отличающееся тем, что, с целью повышения точности градуировки и расширения границ градуировки

gp за счет градуировки измерителей в СВЧ-диапазоне, сосуд снабжен фланцем, выполненным в виде рупора с отверстием по центру, в котором размещен циркулятор измерителя в СВЧ-диапазоне, дно нижней секции снабжено фланцем, который герметично уста55 новлен с возможностью осевого перемещения относительно газораспределительной плиты, выполненной из диэлектрика тол1643997 щиной d, выбираемой из условия 8 мм( (4д(100 мм, причем минимальную высоту засыпки порошкообразной среды выбирают согласно условию Ui/Us=1 при Н (Нь где Ui и 14 —. выходные сигналы СВЧ-измерителя соответственно для высот Н> и Н, Hi и Н вЂ” высоты засыпки порошкообразной среды при равных выходных сигналах.

1643997

Составитель Л. Павлов

Редактор А. Мотыль Техред А. Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ 1235 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1