Устройство для определения концентрации движущейся жидкости — SU 1032383 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Н 9) 80(И) 2 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВ ТВУ(46) 30,07.83. Бюл. Яф 2 (72) Г.А,Соколов, В,А.В В.Б,Басх:ьк 4 - -)-" де К а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИИ ков(71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им, Ленсовета(56) 1, Авторское свидетельство ССС й 445593, кл. 6 01 М 2 У 18, 1975.2. Авторское свидетельство СССР И 817562, кл, О 01 И 2 У 18, 1981 (прототип) .(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ НИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ДВИЖУЩЕЙСЯ ЖИДКОСТИ, содержащее нагреватель, тепло" вой преобразователь, измерительный и компенсационный термоприемники, включенные в противоположные плечи измерительной мостовой схемы,.аналого-цифровые преобразователи, вычислительное устройство и измерительный прибор,. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью определения концентрации жидкости в условиях переменного расхода, эа зонойнагрева на расстоянии х от измерительного термоприемника по ходу потока дополнительно установлен вто"рой измерительный термоприемник,включенный с компенсационным термоприемником в противоположные плечидополнительной мостовой схем, а растояние Х определяется из выражения- отноаение коэффициентов уси.ления второго и первогоизмерительных термоприемников;о - минимальный коэффициент теплоотдачи.от стенки трубык потоку;С - коэффициент теплопроводно".р сти материала стенки трубы;- геометрический параметр,: и 3 - соответственно наружный ивнутренний диаметры трубы.1 103238Изобретение относится к измеритель"ной технике, в частности к измерению концентрации движущейся жидкости.Определение концентрации движущейсяжидкости производится по изменениюее теплофизических свойств в функ"ции от содержания какого-либо компонента в движущейся жидкости.Известны методы определения теплофизических свойств движущейся жидкости пропусканием ее через трубус нагреваемыми или охлаждаемымистенками1 .К недостаткам укаэанных способовотносятся необходимость измерениярасхода жидкостей, ввод измерителей температуры непосредственно впоток жидкости и необходимость под"держания постоянными температурыстенок и жидкости до ввода ее в измерительный участок,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для определенияконцентрации движущейся жидкости,содержащее тепловой преобразователь,измерительный и компенсационный термоприемники, включенные.в противоположные плечи измерительной мосто"вой схемы, аналого-цыфровые преобразователи, вычислительное устройство и измерительный прибор 21,Недостатками известного устройства являются применение дополнительной системы для создания постоянногодавления на входе в измерительныйпреобразователь, что усложняет устройство и, кроме того, не обеспечивает постоянного расхода жидкостипри изменении вязкости измеряемойсреды. Кроме того, известное устройство неработоспособно в условиях 0переменных. расходов. Цель изобретения - определение концентрации движущейся жидкости в условиях переменного расхода.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определе" ния концентрации движущейся жидкости, содержащем тепловой преобраэо" . ватель, измерительный и компенсационный термоприемники, включенные в противоположные плечи измерительной мостовой схемы,.аналого"цифровые преобразователи, вычислительное уст",ройство и .измерительный прибвр, за . 5 зоной нагрева на расстоянии Мот измерительного термоприемника по ходу потока установлен второй измеритель" 3 2ный термоприемник, включенный с компенсационным термоприемником в противоположные плечи дополнительнойМостовой схемы, а расстояние Х определяется из выражения А=ВиК о,и где В - отношение коэффициентов усиления второго и первого измерительных термоприемников;а - минимальный коэффициенттеплоотдачи от стенки трубык потоку;- коэффициент теплопроводностиматериала стенки трубы;-Цф - геометрический параметр; д й 41- соответственно наружный ивнутренний диаметры трубы,На фиг, 1 показаны кривые зависимости превышения температуры.Ь 1 стенки измерительной трубы в результате нагрева над начальной температуройстенки и жидкости по ходу потска, где- расстояние от середины зоны нагрева по ходу потока; - внутренний диаметр измерительной трубки; на фиг. 2 - кривые зависимости превышения температуры стенки трубы над начальной температурой жидкости в местах установки измерительных термоприемников от концентрации и расхода жидкости, где Ь 1, - избыточная температура на первом термоприемнике; А с - избыточная температура на втором термоприемнике; С " концентрация исследуемой жидкости; 6 " ее, расход; на фиг. 3 - схема предлагаемого устройства.Превышение температуры стенки над начальной температурой (фиг,1) зависит как фт расстояния от середины зоны нагрева, так и от расхода и соста" ва потока (штрих-пунктирными линиями обозначены различные концентрации жидкости при большем расходе, сплошными " при меньшем расходе),Поскольку превышение температу" ры является функцией расхода и концентрации, то для получения информации о концентрации потока в условиях переменного расхода необходимо как минимум два канала передачи ин" формации, С этой целью устанавливаются два термоприемника различной чувствительности.25 3 103Первый измерителвный термоприемник установлен в середине зоны нагре, ва с целью получения максимальной чув" ствительности по аналогии с прототи" поме 5Расстояние от середины зоны на" греза до места установки второго измерительного термоприемника. определяется по эмперической Формулеьк 1 О где Х - расстояние от середины зонынагрева до второго измеритель"ного термоприемника;К -, отношение коэффициента усиления второго и первого измври"тельных термоприемников; оп,я - коэффициент теплоотдачи отстенки трубы к потоку;) - коэФфициент теплопроводностиматериала стенки; д ид соответсщенно наружный и1внутренний диаметры трубы,Устройство содержит трансформатор 1, вторичная понижающая обмотка кото рого через контакты 2 соединена сизмерительной .трубой 3 теплового пре- , образователя Ь, мостовую измеритель ную схему 5, в смежные плечи которой включены первый измерительный Б и з 5 компенсационный 7 термоприемники, дополнительную мостовую схему 8, в смежные плечи которой еслючены второй измерительныйи компеноационный 10 термоприемники, аналого О цифровые преобразователи 11 и 12,23834обеспечивающие согласование входныхсигналов, вычислительное устройство13, построенное на микропроцессоре,и измерительный прибор 1 М,Устройство работает следующим образом,При протекании исследуемой жид"кости по измерительной трубе 3 тепло"вого преобразователя М, в результатенагрева участка измерительной трубыза счет его омического сопротивления электрическим током через контакты 2 вторичной понижающей обмотки трансформатора, на стеке измерительной трубки и в потоке жидкостивозникает температурное поле, максимум которого находится в зоне на грева. На выходе измерительной мостовойсхемы 5, в смежные плечи которойвключены : измерительюй термоприемник 6, находящийся в зоне нагре"ва, и компенсационный термоприемник7, вырабатывается сигнал д й, т.е.разность температур измерительногои компенсационного термоприемников,а.на дополнительный мостовой схеме8, в смежные плечи которой аслюченывторой измерительный термоприемник9, находящийся на расстоянии М отизмерительного термоприемника по ходу потока, и компенсационный термоприемник 10, вырабатывается сигналЬй, т,е, разность температур второго измерительного и компенсационного термоприемников,Таким образом, предлагаемое устроиство позволяет определять концентрацию движущейся жидкости в условиях переменного расхода.1032383Составитель В.Зайченкоактор А,Лежнина Техред А,Бабинец ктор Г.Рещетник Патент", г, Ужгород, ул, Прое тная Заказ 539 М 9 Тираж ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, Моска