Акустическое устройство для определения содержания газа в газожидкостных средах

 

Изобретение предназначено для дистанционного бесконтактного определения содержания газа в газожидкостных средах. Цель изобретения -- повышение точности v. пространственной разрешающей способности за счет устранения влияния излучателей и приемника на среду. В устройстве, содержащем генератор 1 видеоимпульсов, схему 2 задержки, кварцевый генератор 3, модулятор 4, усилитель 5 мощности, кварцевый генератор 7, модулятор 8, усилитель 9 мощности, селективный усилитель 12, модулятор 13, регистратор 14, схему 15 задержки, формирователь 16 прямоугольных импульсов , кварцевый генератор 17, модулятор 18, усилитель 19 мощности, формирователи 21 и 22 прямоугольных импульсов. Фокусирующие излучатели 6, 10. 20 выполнены в виде концентрических колец с общим фокусом и расположены в одной плоскости, а приемник 11 - в их центре 1 ил

СОЮЗ СОВЕ1СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 N 29/02

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ "OPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4763549/28 (22) 04.12.89 (46) 30.12.91. Бюл. М 48 (75) l0,И.Кабарухин (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

VL 1620931, кл, 6 01 N 29/02, 1989. (54) АКУСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГАЗА В ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СРЕДАХ (57) Изобретение предназначено для дистанционного бесконтактного определения содержания газа в газожидкостных средах.

Цель изобретения — повышение точности и пространст вен н ой раз реша,ощей способности за счет устранения влияния излучателей

„, SU „„170229ОА1 и приемника на среду. В устройстве, содержащем генератор 1 видеоимпульсов, схему

2 задержки, кварцевый генератор 3, модулятор 4, усилитель 5 мощности, кварцевый генератор 7, модулятор 8. усилитель

9 мощности, селективный усилитель 12, модулятор 13, регистратор 14, схему 15 задержки, формирователь 16 прямоугольных импульсов, кварцевый генератор 17. модулятор 18, усилитель 19 мощности, формирователи 21 и 22 прямоугольных импульсов. Фокусирующие излучатели 6, 10. 20 выполнены в виде концентрических колец с общим фокусом и расположены в одной плоскости, а приемник 11 — в их центре. 1 ил.

1702290

Изобретение относится к контрольноизмерительным устройствам и предназначено для определения содержанля газа в газожидкастных средах с высокой точностью и пространственной разрешающей способностью.

Цель изобретения — повышение точности пространственной разрешаю..цей способности за счет устранения влияния излучателей и приемника на исследуемую ( среду, На черте>ке представлена структурная схема устройства.

Акустическое устройство для определения содержания газа в газожлдкас гных средах содер>кит генератор видеаимульсов 1, выход которого соединен с входом первой схемы задержки 2, выход ее соединен с входом первого формирователя прямоуголь1 ных импульсов 3. Выход первого кварцевого генератора 4 соединен с первым входом первого модулятора 5, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя прямоугольных импульсов 3, а выход которого соединен с входом первого усилителя мощности б. выход его соединен с входом первого факусирующего изпучателя 7. Выход второго кварцевого генератора

8 соединен с первым входом второго модулятора 9, второй вход которого соединен с

O выходом первого формирователя прямоугольных импульсов 3, а выход катарога соединен .с входом второго усилителя мощности 10, выход его соединен с входам второго фокусирующего излучателя 11. Выход третьего кварцевого генератора 12 со1 единен с первым входом третьего модулятора 13, выход которого соединен с входом третьего усилителя мощности 14, выход его соединен с входом третьего фокусирующего преобразователя 15. Вход второго формирователя прямоугольных импульсов 16 соединен с выходом генератора видеоимпульсов 1, а вьчход его соединен с вторым входом третьего модулятора 13.

Выход приемного преобразователя 17, находящегося в центре трех фокусирующлх излучателей, выполненных в виде концентрических пьезоэлектрических колец с общим фокусом, соединен с входом селективного усилителя 18, его выход соединен с первым входом четвертого модулятора 19, выход которого соедлнен с входом регистратора 20. Вход второй схемы задержки 21 соединен с выходом генератора видеоимпульсов 1, а выход ее соединен с входом третьего формирователя прямоугольных импульсов 22, выход которого соединен с вторым входам четвертого модулятора 19.

Устройство работает следующим образам.

Генератор видеоимг:ульсов 1 формирует синхроимпульсы, задними фронтами ка5 торых запускается первая схема задер>кки

2, на выходе которой фармлруются видеоимпульсы с необходимой длительностью Г дд I; задними франтами которых за пуcKB ется первый формирователь прямауголь110 ных импульсов 3. на выходе которого формируются зидеоимпульсы длительностыс l.. которые из непрерывных гармонических, колебаний с частотами f) и f2, генерируемых первым 4 и вторым 8 кварце15 выми генераторами, с помошью первого 5 и второго 9 модулятоаов формируют излучаемые зондирующие радиаимпульсы, которые усиливаются г ервым 6 и вторым 10 усилителями мощности и излучаются в исследуемую

20 газожидкостную среду первым 7 и вторым

11 фокусирующими излучателями. Эти излучатели выполнены в виде концентрических колец, расположены в одной плоскости и разнесены в пространстве, так как между

25 нлми располагается третий фокуслрующий излучатель 15, выполненHh и также в виде пьезоэлектрического кольца с общим с первым 7 и вторым 11 иэлу- ателями фокусом, так, чтобы исключалось нелинейное взаимо30 действие между излучаемь,ми ими волнами с частотами fl и 4 и чтобы формируемый сигнал раэностной частоть Г = f< — fz в общем фокусе излучателей 7 и 11 был обусловлен рассеянием на газовых пузырьках, 35 присутствующих в гаэожлдкостной среде в

".âoáîäH0ì состоянии, либо рассеянием на газовых пузырьках, выделившихся иэ расгворенного в жидкости газа под воздействием сфокусированной волны с частотой f, 40 излучаемой третьлм фокусирующим излучателем 15, В начале измерений задними фронтами синхроимпупьсов запускается второй формирователь прямоугольных импульсов 16, на выходе которого формируют45 сявидеаимпульсы длительностью гил, под воздействием которых иэ непрерывных гармонических колеба- irA c частотой f. генерируемых третьим кварцевым генератором 12. на выходе третьего модулятора 13 образуются радиоимпульсы. которые усиливаются третьим усилителем мощности 14 и излучаются в дегазируемую среду третьим факуслрующим излучателем 15. Под воздействием сфокусированных акустических колебаний с :астотай! в общем фокусе трех излучателей выделяет-.я растворенный в исследуемой среде гаэ.

В следу;ащий момент времени выделившлеся при дегаэации г"-.зовые пузырьки

1702290 тоетьи кваоцевый генератор, модулятор, усилитель мощности и излучатель, второй формирователь прямоугольных импульсов, включенный между выхсдам: енератора видеоимп»льсав и вторым входом третьего t4o40 тем, что, с целью повышен.:я точности и пространственной разрешающей сг особности за счет устранения влияния излучателей и приемника на исследуемую среду, излучатели выполнены в виде концентрлческих пьезоэлектрических колец с общим фокусом, в центре которых установлен приемник.

Составитель K).Кэбарухин

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор M.ToàòêH

Заказ 4540 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Пате:-.т", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 одновременно облучаются сфокусированными акустическими волнами с частотами f1 и f2, излучаемыми фокусирующими излучателями 7 и 11, Уровень рассеянного пузырьками акустического сигнал" разностной частоты, несущий информацию о концентрации газовых пузырьков, регистрируется с помощью широкополосного приемника 17, установленного вне зоны воздействия акустических колебаний с частотами f, f1, fz, селективного усилителя 18, соединенного через четвертый модулятор 19 с входом регистратора 20. Для уменьшенля уровня шумов принимаемые сигналы стробируются во времени. Для этого задними фронтами синхроимпульсав запускается вторая схема задержки 21, на выходе которой формируются виДеосигналы длительностью т„д„», задними фронтами которых запускается третий формирователь прямоугольных импульсов 22, на выходе которого формируются видеоимпульсы длительностью г Tp, управляющие работой четвертого стробирующего модулятора 19. который пропускает на вход регистратора 20 только сигналы разностной частоты, уровни которых несут информацию о концентрации растворенного газа в исследуемой среде.

По регистрируемому уровню принимаемых сигналов с помощью тариравочной кривой определяется концентрация растворенного газа в жидкосгл.

Использование изобретения па сравнению с прототипом обеспечивает преимущества, заключающиеся в повышении точности и пространственной разрешающей способности определения содер>кания газа в исследуемь.х газажидкостных средах, что позволит, например, уточнить методики определения кавитационных качеств гидромашин. Кроме того, изобретение обеспечивает измерение абсолютной величи,ы параметра нелинейности исследуемой среды (без использования дегазации), так как рассеянный озвучиваемай точечной областью сигнал разностной частоты обусловлен толька акустической нелинейностью среды, поскольку нелинейное взаимодействие излучаемых волн и образование в результате этога волны разностной частоты

30 вне озвученной точечной области, находящейся в общем фокусе излучателей, исключается за счет разнесения в пространстве излучаемых акустических сигналов, Это обстоятельство позволяет использовать предлагаемое устройство, например, для диап астики объектов по их акустической нелинейности, например, в медицине, где па известной акустической нелинейности пораженных биологических тканей возможна диагностика с высокой точностью и разрешающей способностью злокачсственных образований и т,п.

Формула изобретения

Акустическое устройство для определения содержания газа в газожидкостных средах, содержащее последовательно соединенные генератор видеоимпульсов, первую схему задержки и первый формирователь прямоугольных импульсов, последовательно соединенные первые кварцевый генератор, модулятор, второй вход которого подключен к выходу первого формирователя прямоугольных импульсов, усилитель мощности и излучатель, последовательно соединенные вторые кварцевый генератор, модулятор, второй вход которого подключен к выходу первого формирователя прямоугольных импульсов, усилитель мощности и излучатель, последовательно соединенные дулятора, последовательно соединанные приемник, селективный усилитель. четвертый модулятор и регистратор и последовательно соединечные чторую схему задержки, вход которой подключен к вы аду генератора видеоимпульсов, и третий формирователь прямоугольных импульсов, вы- . ход которого связан с вторым входам четвертога модулятора, о т л и ч а;а щ е е " я