Устройство для измерения консистенции гидросмеси — SU 1323920 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 1 И 15 50 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 9-2(21) 3933530/ (22) 07,05,85 (46) 15.0787 (71) Всесоюзн ский институт ных материало (72) А.И. Сем (53) 620. 192. (56) Заявка Ф кл. С, 01 М 9/Авторское У 516946, кл. ролируемыи участо в виде ассиметрич горловиной, в кот которого выполненй трубы Вентури сой установлены из. Бюл. 26 ый научногидромех в сследовательанизации нер и Г(088.8)анции ВО, опублвидетельС 01 м 1 237195, к. 1983. тво СССР /00, 1975 57) Изобретение от змерительной техни сится к област и предназначено етров загр иэобретени ен для определения пара ных жидкостей. Целью ляется повышение точ я ости измерен измевлиреды кост нал раци тГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯСИСТЕНЦИИ ГИДРОСМЕСИ за счет предотвращения заиления рительного участка трубопровода, яния на проводимость дисперсной воздушных включений и снижения е ной составляющей измеряемого сиг Устройство для измерения концент гидросмеси содержит трубопроводЯО 132392 мерительные электроды, при этом верхний измерительный электрод состоит издвух секций, установленных симметричнои со смещением относительно вертикальной оси трубопровода. Компенсационныеэлектроды установлены на участке трубопровода вне трубы Вентури и смещены относительно точки пересечениявертикальной оси трубопровода с егостенкой. Измерительный и компенсационный электроды включены в плечи первого и второго мостов, подключенныхк генератору переменного тока, общийвыход которых подключен к регистратору. Вход третьего моста переменногогока также подключен к генератору переменного тока через трансформатор ифазосдвигающую цепочку, а выход соединен через фазочувствительный демодулятор, включенный в цепь сумматораи сглаживающего фильтра, с входом усилителя, при этом фазочувствительныйдемодулятор подключен через диоднуюцепочку к фазосдвигающей цепочке итрансформатору. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике предназначено для определения параметров загрязненных жидкостей и может быть использовано в строительстве, горно-рудной и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повьшение точности измерения за счет предотвращения эаиления измерительного участка трубопровода и влияния на проводимость дисперсной среды воздушных включений,а также за счет снижения емкостной составляющей измеряемого сигнала,На фиг. 1 приведены сечения контролируемого участка трубопровода; на фиг. 2 - принципиальная схема электронной части устройства.Устройство содержит трубу Вентури с горловиной 1, в которой установлены 20 измерительные электроды 2 и 3, компенсационные электродыи 5 расположены во входной части контролируемого участка трубопровода, в выходной части которого установлены компенса ционные электроды 6 - 9 для компенсации электрических свойств твердой дисперсной фазы гидросмеси. Электроды 10 и 11 предназначены дггя автоматического отключения измерительного 30 блока от источника переменного тока при аварийной и преднамеренной оста- конке устройства. Для исключения влияния включений воздуха на процесс измерения электроды 3, 4, 5, 8, 9, 10 и 11 вмонтированы в верхнюю часть трубы с боковым смещением относительно вертикальной оси сечения на расстоянии 0,20-0,25 диаметра соответствующего участка трубы. Все электро- щ ды установлены изолированно от элементов корпуса 12 трубы Вентури и заподлицо с внутренней поверхностью.Сопротивления участков между электродами 2-3 и йвключены в плечи первой мостовой схемь, а сопротивления участков между электродами 8-7 и 8-9 - в плечи второй мостовой схемы, Противоположные плечи первого и второго мостов выполнены нд переменньх "0 резисторах 13 и 14, Напряжение на первую и вторую мостовую схемы поступает от источника переменного тока через добавочные резисторы 15 и 16 и контакт 17 реле 18 или выключатель 19. Сопротивление учдсткд 10-11 соединяется последовдтельно с реле Я и затем подключается к источнику переменного тока. Напряжение с первой и второй мостовых схем подается через трансформаторы 20 и 21 на переменные резисторы 22 и 23, предназначенные для изменения величины выходного сигнала по каждому каналу мостовых схем путем измерения коэффициента передачи от 0 до 1, Наряду с сигналами от измерительного и компенсационных преобразователей в схему вводится сигнал от третьего моста переменного тока, содержащего переменные резисторы 2 ч и 25. Этот мост питается от того же источника переменного напряжения, что и первые два через трансформатор 2 б и Фаэосдвигающую емкость 27, обес- печивающую сдвиг напряжения питанияомоста на угол, близкий к 45 , что соответствует сдвигу, вносимому трансФорматорами 20 и 21, Часть выходного напряжения моста, определяемая делителем на резисторах 28 и 29, выделяется на резисторе 9 и суммируется последовательно с сигналами, выделяющимися на резисторах 22 и 23. В электрическую цепь сумматора, собранного на резисторах 22, 23 и 29, последовательно включен фазочувствительный демодулятор, работающий в ключевом режиме. Демодулятор, выполненный, напри. мер, на полевом транзисторе 30, периодически запирается пульсирующим напряжением, поступающим через диод 31 из цепи питания третг,его моста. Выходное пульсирующее напряжение сигнала на выходе демодулятора сглаживается Фильтром, образованным внутренним сопротивлением демодулятора источников сигнала и емкостью 32, постоянное напряжение которой подается на вход усилителя 33, а затем на регистратор 34,Устройство работает следующим об разом.При транспортировании гидросмеси по наклонному или: оризонтальному трубопроводу цо контролируемого участка асимметричной трубы Вентури твердая дисперсная Фаэд под действием сил гравитации усп вает распределиться по крупности в вертикальном сечении по экспоненциальному закону, при этом ы нижней части трубы движутся самые крупные частицы, д в верхней мелкадисперсная фрдкция, растворенная в воде. Вдоль верхей части трубы движутся включения воздуха. Тдк как электроды 2 и 3 установлены в зоне3 13239 свободной от воздуха, то обеспечиыается контроль только твердой фазы в суммарном объеме гидросмеси н горловине 1. В зоне электродов 4-5 и 8-9 транспортируется гидросмесь с5 растворенными в ней примесями, характеризующими физико-химические свойства мелкодисперсной тнердой фазы,Поскольку электроды 2, 3 и 4, 5 включены в противоположные плечи пер вой мостовой схемы, то осуществляется непрерывная компенсация изменения электрических свойств жидкой фазы и частично твердой фазы гидросмеси. Более точная непрерывная компенсация 15 электрических свойств твердой фазы осуществляется электродами би 8-9. Так как электроды 6-7 и 8-9 нключены ,в противоположные плечи второй мостовой схемы, то осуществляется непре О рывная компенсация изменения электри-, ческих свойств твердой фазы гидросмеси. Перед измерением консистенции при включенном напряжении питания произ водится установка показыыающего прибора 34 на ноль - сначала при транспортировании чистой воды, а затем гидросмеси. При транспортировании чистой воды нуль шкалы показынающего прибора 30 34 устанавливается сначала балансировкой третьей мостовой схемы пере. - менными резисторами 24 и 25 при коэф-. фициенте передачи резисторон 22 и 23 ранном нулю, затем балансируется перная мостовая схема переменным резистором 13 при коэффициенте передачи резистора 22, равном единице, а резистора 23 - нулю.При транспортиронании гидросмеси ,1 О вторая мостовая схема балансируется резистором 14 после заиления трубопровода грунтом при коэффициенте пере., дачи резистора 22, равном нулю, а резистора 23 - равном единице.При измерении консистенции гидросмеси коэффициенты передачи резисторов 22 и 23 устанавливаются равными единице, а резисторон 24 и 25 - тому значению, которое они приняли при балансировке третьего моста.С изменением консистенции гидро- смеси сопротивление участка между электродами 2-3 изменяется, н результате чего первая мостовая схема деба лансируется, на его выходе появляется зависимый от величины изменения консистенции сигнал, ныделяющийся на резисторе 22, который суммируется с 20выходными сигналами первой и второймостовых схем, выделяющимися соответственно на резисторах 23 и 29.Фильтр, образованный внутренним сопротивлением демодулятора на транзисторе 30, источников сигнала и емкостью 32, сглаживает пульсации однополупериодного ыыпрямленного напряжения суммарного сигнала и поданляет его емкостную состаыляющую. Операционный усилитель 33 подавляет переменную составляющую напряжения до уровня, не преыьшающего несколько десятков миллинольт, и подает сцгнал на прибор 34, отградуированный в единицах измерения консистенции. При прекращении гидротранспорта (опорожнение трубы Вентури) возрастает сопротивление участка 10-11 и реле 18, дает сигнал на отключение контакта 17, Выключатель 19 предназначен для подачи напряжения питания на устройство н процессе его наладки в лабораторных услоыиях.Формула и з обретения 1. Устройство для измерения консистенции гидросмеси, содержащее трубопровод, в контролируемом участке которого установлены измерительные и компенсационные электроды, включенные в плечи первого и второго мостон, подключенных к генератору переменного тока, общий выход которых подключен через усилитель к регистратору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью поыышения точности измерения за счет предотвращения заиления измерительного участка трубопровода и снижения абразивного износа, контролируемый участок трубопровода ыыполнен ы виде асимметричной трубы Вентури с горловиной, в которой установлены измерительные электроды, компенсационные электроды устанонлены на участке трубопровода нне трубы Вентури.2. Устройстыо по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счетисключения влияния на проводимость дисперсной среды ноздушных включений, ыерхний измерительный электрод состоит из днух секций, установленных симметрично и со смещением относительно вертикальной оси трубопронода, а компенсационные электроды дисперсной среды также смещены относительно точ5 1323920 6 ки пересечения вертикальной оси тру- динен через фазочувствительный чемобопровода с его стенкой. дулятор, включенный в цепь сумматора3. Устройство по и. 1, о т л и - и сглаживающего фипьтра, к в;,ду усич а ю щ е е с я тем, что, с целью по- лителя. вышения точности измерения за счет подавления емкостной составляющей из-4. Устройство по и. 3, о т л и - мерительного сигнала, оно снабжено ч а ю щ е е с я тем, что, с целью третьим мостом переменного тока, вход повышения точности измерения за счет которого подключен к генератору пере- повышения эффективности демодуляции, менного тока, от которого запитаны 10 фазочувствительный демодулятор подпервые два моста, через трансформатор ключен через диодную цепочку к фазои фазосдвигающую цепочку, а выход сое- сдвигающей цепочке и трансформатору. УЫ,тею Лу.оАюа ЗажЪий уЕЯмРух, ФЯ Вбд Ю ю, В