Патент на изобретение №2256901

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕРАСТВОРЕННОЙ ВОДЫ В ПОТОКЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к измерительной технике. В устройстве, содержащем трубку для потока жидкости, фокусирующую линзу, фотоприемник, амплитудный анализатор электрических сигналов по уровням и измеритель, имеется источник тока, соединенный с нагревателем, установленным на входной части трубки. Нагревателем может быть входная часть трубки, выполненная из металла с высоким удельным электрическим сопротивлением. Устройство имеет схему масштабирования, расположенную между выходом амплитудного анализатора электрических сигналов по уровням и входом измерителя. Между входной и выходной частями трубки предусмотрен двухпозиционный кран. Технический результат – повышение разрешающей способности устройства при контроле капель воды небольшого размера. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для фракционного контроля содержания нерастворенной воды преимущественно в технических маслах.

Известно устройство фирмы “Термал контрол” Англия (Рыбаков К.В. и др. “Обезвоживание авиационных горючесмазочных материалов” М., Транспорт 79 г., стр.64), содержащее две идентичные ячейки с фотодатчиками для контроля воды в потоке горючесмазочных материалов при нагревании жидкости в одной из ячеек, что вызывает изменение светового потока в этом датчике. Сравниваются световые потоки в обеих ячейках. В данном устройстве невозможен фракционный контроль содержания капель воды в жидкости, устройство имеет низкую чувствительность.

Известно устройство (Патент РФ № 2125259, G 01 N 25/56 от 01.99 г.) определения нерастворенной воды в технических жидкостях, содержащее емкость, нагреватель, преобразователь механических колебаний в электрический сигнал, схемы электронной обработки и измеритель. Жидкость нагревается до вскипания капель нерастворенной воды и фиксируются акустические сигналы, образующиеся при вскипании капель воды. Процесс длительный, так как для получения допустимой для технических целей точности необходимо нагреть большое количество жидкости. Фракционный состав воды не контролируется.

Известно устройство (А.С. N 1500913, G 01 N 15/02 от 08.89 г. прототип), содержащее, источник светового излучения, оптическую систему с фокусирующим элементом и проточную оптическую кювету со счетным объемом, усилители, амплитудный анализатор электрических сигналов по уровням и измеритель. Частицы загрязнений, в том числе капли воды, перемещаясь с контролируемой жидкостью через светодатчик, вызывают на светочувствительном элементе электрические импульсы, пропорциональные размеру частиц.

Недостаток – низкая разрешающая способность, не обеспечивающая контроль капель воды небольшого диаметра.

Задача изобретения – устранить указанный недостаток.

Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности при контроле количества и размеров капель нерастворенной воды в потоке технической жидкости.

Технический результат решенной задачи достигается тем, что в устройстве для контроля нерастворенной воды в потоке технической жидкости, содержащем трубку для потока жидкости, на выходной части которой расположен светочувствительный датчик, содержащий источник светового излучения, фокусирующую линзу и фотоприемник, амплитудный анализатор электрических сигналов по уровням и измеритель, имеется источник тока, соединенный с нагревателем, установленным на входной части трубки и схемой масштабирования, расположенной между выходом амплитудного анализатора электрических сигналов по уровням и входом измерителя, а между входной и выходной частями трубки предусмотрен двухпозиционный кран. Во втором варианте выполнения устройства для контроля нерасворенной воды в потоке технической жидкости, содержащего трубку для потока жидкости, на выходной части которой расположен светочувствительный датчик, содержащий источник светового излучения, фокусирующую линзу и фотоприемник, амплитудный анализатор электрических сигналов по уровням и измеритель, имеется источник тока, соединенный с входной частью трубки, выполненной с высоким удельным электрическим сопротивлением, являющейся нагревателем, и схема масштабирования, расположенная между выходом амплитудного анализатора электрических сигналов по уровням и входом измерителя, а между входной и выходной частями трубки предусмотрен двухпозиционный кран.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для контроля нерастворенной воды в технической жидкости (первый вариант); на фиг.2 – второй вариант устройства.

Устройство содержит трубку 1 для потока жидкости, на выходной части 2 которой расположен светочувствительный датчик 3, содержащий источник светового излучения 4, фокусирующую линзу 5 и фотоприемник 6. На входной части 7 трубки 1 имеется нагреватель 8, соединенный с источником тока 9. Выход фотоприемника 6 светочувствительного датчика 3 соединен со входом амплитудного анализатора электрических сигналов по уровням 10, каждый из выходов которого через схему масштабирования 11 соединен со входом измерителя 12.

Для снижения теплового нагрева светочувствительного датчика 3 между входной 7 и выходной 2 частями трубки 1 предусмотрен двухпозиционный кран 13.

Во втором варианте устройства входная часть 7 трубки 1 выполнена из металла с высоким удельным электрическим сопротивлением, например из сплава 12Х18Н10Т. Источник тока 9 соединяется непосредственно с входной частью 7 трубки, которая выполняет роль нагревателя (см. фиг.2).

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При закрытом двухпозиционном кране 13 равномерный поток технической жидкости поступает во входную часть 7 трубки 1. Для контроля нерастворенной в потоке технической жидкости с помощью источника тока 9 и нагревателя 8 (первый вариант) входную часть 7 трубки 1 нагревают до температуры кипения воды.

Во втором варианте устройства источник тока 9 соединяют непосредственно со входной частью 7 трубки, выполненной из металла с высоким удельным электрическим сопротивлением, и нагревают ее до температуры кипения воды. В результате за счет преодоления внутренним давлением силы поверхностного натяжения капли воды превращаются в парообразные пузыри, имеющие сферическую форму при сохранении температуры потока. Парообразные пузыри имеют объем почти в 100 раз больший, чем капля исходной воды. При достижении температуры кипения воды открывают двухпозиционный кран 13. Парообразные пузыри, перемещаясь вместе с технической жидкостью, поступают в выходную часть 2 трубки 1, проходят через светочувствительный датчик 3 перед источником излучения 4 и фокусирующей линзой 5. Фотоприемник 6 формирует электрические импульсы, амплитуда которых пропорциональна размеру парообразных пузырей.

С выхода фотоприемника 6 электрические импульсы поступают в амплитудный анализатор электрических сигналов по уровням 10, который распределяет их по каналам счета с заданными размерами частиц в измерителе 12. Введенные в каждый канал счета звенья схемы масштабирования 11, учитывающей изменение размеров капель воды при превращении их в парообразные пузыри, позволяют выдать на измеритель 12 информацию о количестве и размерах капель воды до нагрева.

Протекание нагретой жидкости через светочувствительный датчик 3 вызывает изменение конструктивных параметров его элементов. Поэтому с помощью крана 13 жидкость подается в светочувствительный датчик только на время измерения.

Применение в данном устройстве нагрева технической жидкости позволяет без усложнения светочувствительного датчика фиксировать наличие и размеры небольших капель воды путем измерения размеров парообразных пузырей, образованных при вскипании капель воды. При этом свой размер при нагревании до 100°С изменяют только капли воды, что дополнительно позволяет проводить селекцию механических примесей и капель воды небольших размеров в потоке жидкости.

Применение источника тока обеспечивает быстрый нагрев жидкости в трубке, а с помощью крана подача нагретой жидкости в светочувствительную зону проводится только на время измерения. Использование трубки в качестве нагрузки для источника тока повышает эффективность процесса измерения и упрощает конструкцию устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля нерастворенной воды в потоке технической жидкости, содержащее трубку для потока жидкости, на выходной части которой расположен светочувствительный датчик, содержащий источник светового излучения, фокусирующую линзу и фотоприемник, амплитудный анализатор электрических сигналов по уровням и измеритель, отличающееся тем, что оно снабжено источником тока, соединенным с нагревателем, установленным на входной части трубки, и схемой масштабирования, расположенной между выходом амплитудного анализатора электрических сигналов по уровням и входом измерителя, а между входной и выходной частями трубки предусмотрен двухпозиционный кран.

2. Устройство для контроля нерастворенной воды в потоке технической жидкости, содержащее трубку для потока жидкости, на выходной части которой расположен светочувствительный датчик, содержащий источник светового излучения, фокусирующую линзу и фотоприемник, амплитудный анализатор электрических сигналов по уровням и измеритель, отличающееся тем, что оно снабжено источником тока, соединенным с входной частью трубки, выполненной из металла с высоким удельным электрическим сопротивлением, являющейся нагревателем, и схемой масштабирования, расположенной между выходом амплитудного анализатора электрических сигналов по уровням и входом измерителя, а между входной и выходной частями трубки предусмотрен двухпозиционный кран.

РИСУНКИ