close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5405

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5405
(13) C1
(19)
7
(51) G 01F 1/708
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ГАЗА В ТРУБЕ
(21) Номер заявки: a 20001012
(22) 2000.11.13
(46) 2003.09.30
(71) Заявитель: Институт молекулярной
и атомной физики НАН Беларуси
(BY)
(72) Авторы: Костюкевич Евгений Алексеевич; Чивель Юрий Александрович
(BY)
(73) Патентообладатель: Институт молекулярной и атомной физики НАН Беларуси (BY)
(57)
Устройство для измерения скорости газа в трубе, содержащее источник и приемник
слабого акустического возмущения, отличающееся тем, что источником слабого акустического возмущения является импульсный лазер, а приемником служит оптически связанный с ним лазерный интерферометр.
BY 5405 C1
(56)
JP 3-63686 B2, 1991.
JP 62159014 A, 1987.
JP 61114129 A, 1986.
Фиг. 1
BY 5405 C1
Устройство относится к области измерительной техники и может быть использовано
при экспериментальных исследованиях в гидро- и газодинамике, при контроле технологических процессов в химической промышленности, а также при измерениях расхода и количества жидких и газообразных веществ.
Известно устройство (Цейтлин В.Г. Техника измерения расхода и количества жидкостей, газов и паров. - М. Изд-во стандартов. 1981. - С. 83-84), содержащее механизм,
периодически создающий в потоке какую-либо "метку", за перемещением которой можно
проследить, регистратор моментов прохождения метки и датчик продолжительности
перемещения этой метки на фиксированное расстояние.
Недостатком данного устройства является невысокая точность измерения, обусловленная большой неопределенностью в регистрации моментов прохождения метки.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является
описанное в патенте Японии (11) 3-63686, G01 F 1/708, 1993 "Способ измерения расхода
газа" устройство, содержащее источник и приемник слабых акустических возмущений,
расположенные в трубопроводе. Источником служит периодически срабатывающий ударный
механизм. Датчик, являющийся приемником слабых возмущений, регистрирует время, за
которое возмущение проходит фиксированное расстояние. По времени перемещения возмущения вычисляют скорость движения газового потока в трубопроводе и из полученных
данных определяют расход газа.
Недостатком данного устройства является невысокая точность измерений, связанная с
тем, что источник и приемник слабых возмущений, расположенные в потоке газа, имеют
конечные размеры, из-за чего происходит изменение характера течения в трубопроводе.
Задачей данного изобретения является создание устройства для измерения скорости
газа, которое обеспечивало бы повышенную точность измерения скорости газового потока.
Для выполнения поставленной задачи нами предложено устройство, состоящее из источника и приемника слабого акустического возмущения.
Новым, по мнению авторов, является то, что источником слабого акустического возмущения служит импульсный лазер, а приемником является оптически связанный с ним
лазерный интерферометр.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлен общий вид
предлагаемого устройства (фиг. 1) и варианта его выполнения (фиг. 3).
Устройство содержит источник слабых акустических возмущений, в качестве которого используется импульсный твердотельный лазер 1 с фокусирующим объективом 2, приемник акустических возмущений, роль которого выполняет визуализатор оптических
неоднородностей, например лазерный интерферометр 3, который располагается на фиксированном расстоянии от оси твердотельного лазера, и осциллограф 4, регистрирующий
сигнал с приемника 3.
Устройство работает следующим образом. Излучение импульсного твердотельного
лазера 1, сфокусированное объективом 2 на ось трубопровода, вызывает мгновенный локальный разогрев газа, что приводит к формированию в потоке слабого акустического
возмущения, увлекаемого потоком со скоростью Vп (фиг. 1). Передний фронт возмущения, имеющий сферическую форму, распространяется со скоростью Vф. Пересекая зондирующий луч приемника 3, фронт возмущения вынуждает этот луч отклониться от
первоначального направления, что приводит к изменению сигнала с воспринимающего
элемента приемника 3 (фиг. 2). Таким образом, осциллограф 4 зарегистрирует моменты
подачи импульса твердотельного лазера и перемещения фронта возмущения на фиксированное расстояние между фокусом объектива 2 и зондирующим лучом приемника. Отсюда, зная скорость распространения фронта возмущения в неподвижном газе, можно
определить скорость потока.
Схема второго варианта конструкции заявляемого устройства приведена на следующем чертеже (фиг. 3). Устройство содержит источник слабых акустических возмущений, в
2
BY 5405 C1
качестве которого используется импульсный твердотельный лазер 1 с объективом 2, и два
приемника акустических возмущений, роль которых выполняют два лазерные интерферометра 3, установленные на равных расстояниях S выше и ниже по потоку от оси твердотельного лазера 1. Осциллограф 4 регистрирует времена t1 и t2 распространения фронта
возмущения на расстояние S вверх по потоку со скоростью (Vф - Vп) и вниз по потоку со
скоростью (Vф + Vп) (фиг. 4). Зная расстояние S, можно записать:
(Vф – Vп) = S/t1
(1)
(Vф + Vп) = S/t2
(2)
Вычтя (2) из (1), получим:
(Vф + Vп) - (Vф - Vп) = 2 Vп = S/t2 - S/t1
Отсюда:
Vп = 0,5S(1/t2 – t1)
Иными словами, в данном варианте не требуется знание скорости распространения
фронта возмущения, что повышает точность измерений.
Таким образом, использование в предлагаемом устройстве нового принципа создания
акустических возмущений обеспечивает возможность бесконтактного выполнения измерений, тем самым приводя к снижению погрешностей в измеряемых величинах.
Фиг. 2
3
BY 5405 C1
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
567 Кб
Теги
by5405, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа