RU2256901C2

RU2256901C2 - Arrangement for controlling in dissolved water in the flow of technical liquid(variants)

Info

Publication number: RU2256901C2
Application number: RU2003106603/28A
Authority: RU
Inventors: В.А. Бербер (RU); В.А. Бербер; Л.А. Калашинска (RU); Л.А. Калашинская; И.Ф. Козлов (RU); И.Ф. Козлов; Ф.А. Козлов (RU); Ф.А. Козлов; Н.А. Хабаров (RU); Н.А. Хабаров; ев А.А. Шил (RU); А.А. Шиляев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский технологический институт "НИТИ-ТЕСАР"
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2005-07-20

Abstract

FIELD: the invention refers to measuring technique.

SUBSTANCE: the arrangement has a pipe for flowing of liquid, a focusing lens, a photoreceiver, an amplitude analyzer of electrical signals of levels, a measurer, a source of current connected to a heater installed on the input part of the pipe. The input part of the pipe fulfilled out of metal with high specific electrical resistance may serve as a heater. The arrangement has a scheme of scale located between the output of the amplitude analyzer of electrical signals of levels and the input of the measurer. There is a two-position crane between the input and the output ends of the pipe.

EFFECT: the invention increases the permitting capabilities of the arrangement at controlling of small water drops.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для фракционного контроля содержания нерастворенной воды преимущественно в технических маслах.The invention relates to measuring technique and can be used for fractional control of the content of undissolved water mainly in industrial oils.

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.A device of the company “Thermal Control” England (Rybakov K.V. et al. “Dehydration of aviation fuels and lubricants” M., Transport 79, p. 64) is known, containing two identical cells with photosensors for monitoring water in the flow of fuels and lubricants at heating fluid in one of the cells, which causes a change in the luminous flux in this sensor. Luminous fluxes in both cells are compared. In this device, fractional control of the content of water droplets in a liquid is not possible, the device has a low sensitivity.

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.A device is known (RF Patent No. 2125259, G 01 N 25/56 dated 01.99) for determining undissolved water in industrial fluids, containing a tank, a heater, a converter of mechanical vibrations into an electrical signal, electronic processing circuits, and a meter. The liquid is heated until the droplets of undissolved water boil and the acoustic signals that are formed when the droplets boil are recorded. The process is long, since in order to obtain the accuracy acceptable for technical purposes, it is necessary to heat a large amount of liquid. The fractional composition of water is not controlled.

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.A device is known (A.S. N 1500913, G 01 N 15/02 from 08.89 a prototype), comprising, a light source, an optical system with a focusing element and a flowing optical cell with a countable volume, amplifiers, an amplitude analyzer of electrical signals by levels and meter. Particles of contaminants, including water droplets, moving with the controlled fluid through the light sensor, cause electrical impulses on the photosensitive element, proportional to the size of the particles.

Недостаток - низкая разрешающая способность, не обеспечивающая контроль капель воды небольшого диаметра.The disadvantage is the low resolution, which does not provide control of water droplets of small diameter.

Задача изобретения - устранить указанный недостаток.The objective of the invention is to eliminate this drawback.

Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности при контроле количества и размеров капель нерастворенной воды в потоке технической жидкости.The technical result of the invention is to increase the sensitivity when controlling the number and size of drops of undissolved water in the flow of technical fluid.

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.The technical result of the problem is achieved by the fact that in the device for monitoring undissolved water in the flow of industrial fluid containing a tube for fluid flow, at the output of which there is a photosensitive sensor containing a light source, a focusing lens and a photodetector, an amplitude analyzer of electrical signals by levels and meter, there is a current source connected to a heater installed on the input part of the tube and a scaling circuit located between the output of the amplitudes of the analyzer of electrical signals by levels and the input of the meter, and between the input and output parts of the tube a two-position valve is provided. In the second embodiment of the device for monitoring undiluted water in the flow of industrial fluid, containing a tube for fluid flow, at the output of which there is a photosensitive sensor containing a light source, a focusing lens and a photodetector, an amplitude level analyzer of electrical signals and a meter, there is a current source connected to the input part of the tube made with high electrical resistivity, which is a heater, and the scaling circuit is located constant prices between the output of the amplitude analyzer electric signals by level meter and the inlet and between the inlet and outlet tube portions provided on-off valve.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для контроля нерастворенной воды в технической жидкости (первый вариант); на фиг.2 - второй вариант устройства.Figure 1 presents the structural diagram of a device for monitoring undissolved water in a technical fluid (first option); figure 2 is a second variant of the device.

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.The device comprises a tube 1 for liquid flow, at the output part 2 of which there is a photosensitive sensor 3 containing a light source 4, a focusing lens 5 and a photodetector 6. At the input part 7 of the tube 1 there is a heater 8 connected to a current source 9. The output of the photodetector 6 the photosensitive sensor 3 is connected to the input of the amplitude analyzer of electrical signals at levels 10, each of the outputs of which through a scaling circuit 11 is connected to the input of the meter 12.

Для снижения теплового нагрева светочувствительного датчика 3 между входной 7 и выходной 2 частями трубки 1 предусмотрен двухпозиционный кран 13.To reduce the thermal heating of the photosensitive sensor 3 between the input 7 and output 2 parts of the tube 1, a two-position valve 13 is provided.

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).In the second embodiment of the device, the inlet 7 of the tube 1 is made of metal with a high electrical resistivity, for example, of a 12X18H10T alloy. The current source 9 is connected directly to the input part 7 of the tube, which acts as a heater (see figure 2).

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

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.When the on-off valve 13 is closed, a uniform flow of technical fluid enters the inlet part 7 of the tube 1. To control the insoluble technical fluid in the flow using a current source 9 and a heater 8 (first option), the inlet part 7 of the tube 1 is heated to the boiling point of water.

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.In the second embodiment of the device, the current source 9 is connected directly to the input part 7 of the tube made of metal with high electrical resistivity, and it is heated to the boiling point of water. As a result, by overcoming the pressure of the surface tension by internal pressure, water droplets turn into vaporous bubbles having a spherical shape while maintaining the flow temperature. Vapor bubbles have a volume almost 100 times larger than a drop of source water. When the boiling point of water is reached, the on-off valve 13 is opened. Vapor bubbles moving together with the technical fluid enter the outlet part 2 of the tube 1, pass through the photosensitive sensor 3 in front of the radiation source 4 and the focusing lens 5. The photodetector 6 generates electrical impulses whose amplitude is proportional the size of vaporous bubbles.

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.From the output of the photodetector 6, electric pulses are fed into the amplitude analyzer of electrical signals at levels 10, which distributes them along the counting channels with the given particle sizes in the meter 12. The links of the scaling circuit 11 introduced into each counting channel, taking into account the change in the size of water droplets when they turn into vapor bubbles, allow to give to the meter 12 information about the number and size of water droplets before heating.

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.The flow of heated fluid through the photosensitive sensor 3 causes a change in the design parameters of its elements. Therefore, using a tap 13, liquid is supplied to the photosensitive sensor only for the duration of the measurement.

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.The use of a technical fluid in this heating device allows, without complicating the photosensitive sensor, to fix the presence and size of small drops of water by measuring the size of the vaporous bubbles formed by boiling water drops. In this case, only drops of water change their size when heated to 100 ° C, which additionally allows the selection of mechanical impurities and small drops of water in a liquid stream.

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.The use of a current source provides quick heating of the liquid in the tube, and with the help of a crane, the supply of heated liquid to the photosensitive zone is carried out only for the duration of the measurement. Using a tube as a load for a current source increases the efficiency of the measurement process and simplifies the design of the device.

Claims

1. A device for monitoring undissolved water in a fluid stream, containing a tube for fluid flow, at the output of which there is a photosensitive sensor containing a light source, a focusing lens and a photodetector, an amplitude level analyzer of electrical signals and a meter, characterized in that it equipped with a current source connected to a heater installed on the input part of the tube, and a scaling circuit located between the output of the amplitude analyzer signals at the levels and the input of the meter, and between the input and output parts of the tube a two-position valve is provided.

2. Device for monitoring undissolved water in a technical fluid stream, containing a tube for fluid flow, at the output of which there is a photosensitive sensor containing a light source, a focusing lens and a photodetector, an amplitude analyzer of electrical signals by levels and a meter, characterized in that it equipped with a current source connected to the input part of the tube made of metal with a high electrical resistivity, which is a heater, and the circuit is scaled I situated between the output of the amplitude analyzer electric signals by level meter and the inlet and between the inlet and outlet tube portions provided on-off valve.