Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУД ПУЛЬСАЦИОННЫХ СКОРОСТЕЙ ПОТОКА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА
АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУД ПУЛЬСАЦИОННЫХ СКОРОСТЕЙ ПОТОКА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА

АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУД ПУЛЬСАЦИОННЫХ СКОРОСТЕЙ ПОТОКА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в измерительной технике для определения параметров пульсационных скоростей потоков жидкостей или газов. Сущность изобретения: способ основан на использовании эффекта, заключающегося в нелинейном взаимодействии гидродинамического поля со слабыми акустическими волнами. В результате такого взаимодействия происходит искажение амплитудно-фазовых характеристик акустического сигнала, несущих информацию о пульсациях скорости потока. С помощью акустических колебаний на несущей частоте с волновым числом Ka облучают поток жидкости сначала без пульсационных скоростей и измеряют уровень звукового давления акустических колебаний. Затем измеряют уровень звукового давления акустических колебаний на различных спектральных составляющих пульсационных скоростей потока. Для этого проводят демодуляцию и спектральный анализ выходного сигнала акустического приемника, установленного в поле акустической волны и в гидродинамическом поле. Амплитуды пульсационных скоростей на каждой спектральной составляющей определяют из математического выражения, приведенного в описании. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2039991
Класс(ы) патента: G01P5/00
Номер заявки: 93016117/10
Дата подачи заявки: 29.03.1993
Дата публикации: 20.07.1995
Заявитель(и): Левцов Владимир Иванович; Ларионов Вячеслав Андреевич; Бычков Виктор Борисович; Ивлев Леонид Ефимович
Автор(ы): Левцов Владимир Иванович; Ларионов Вячеслав Андреевич; Бычков Виктор Борисович; Ивлев Леонид Ефимович
Патентообладатель(и): Левцов Владимир Иванович; Ларионов Вячеслав Андреевич; Бычков Виктор Борисович; Ивлев Леонид Ефимович
Описание изобретения: Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров пульсационных скоростей потоков жидкостей и газов.
Известны способы аналогичного назначения, заключающиеся в измерении параметров пульсационных скоростей с помощью ультразвуковых колебаний путем регистрации изменений частоты фазы или времени распространения колебаний вдоль и против потока жидкости [1]
Недостатками известных способов являются сложность практической реализации и зависимость результатов измерений от длины задаваемой базы измерения.
По технической сущности и количеству совпадающих признаков наиболее близким к заявляемому относится акустический способ определения амплитуд пульсационных скоростей потока газа, заключающийся в обучении исследуемой среды вдоль потока акустическими колебаниями на несущей частоте с волновым числом Ка, приеме акустических колебаний акустическим приемником, демодуляции принятого на несущей частоте акустическим приемником колебаний и проведении спектрального анализа демодулированного сигнала [2]
Недостатками известного способа являются зависимость результатов измерений от величины базы измерения, от частоты акустических колебаний, а также сложность практической реализации.
Цель изобретения получение результатов измерений параметров пульсационных скоростей, независимых от величины базы измерений, а также упрощение практической реализации способа.
Цель достигается тем, что в способе определения амплитуд пульсационных скоростей, заключающемся в облучении исследуемой среды вдоль потока акустическими колебаниями на несущей частоте с волновым числом Ка, приеме акустических колебаний акустическим приемником, демодуляции сигнала, принятого на несущей частоте акустическими приемниками колебаний, и проведении спектрального анализа демодулированного сигнала, с помощью акустического приемника дополнительно измеряют уровень звукового давления Ро акустических колебаний в отсутствие пульсационных скоростей в потоке, а при проведении спектрального анализа демодули- рованного сигнала измеряют уровень звукового давления Ра на каждой спектральной составляющей ωд выходного сигнала, при этом амплитуды пульсационных скоростей Vд на каждой спектральной составляющей определяют из математического выражения
vд ln (1)
На чертеже представлена упрощенная схема устройства для реализации способа.
В гидроканале 1 с пульсационным потоком жидкости устанавливают гидроакустический излучатель 2 акустических колебаний на несущей частоте ωa, связанной с волновым числом Ка через скорость звука с соотношением Ка ωa/с. Излучатель 2 подключен к генератору 3 электрических колебаний. На определенном расстоянии от излучателя 2 вдоль по потоку устанавливают отградуированный в единицах давления акустический приемник 4 (гидрофон), выход которого через усилитель 5 подключен к детектору 6 амплитудно-модулированных колебаний, выход которого соединен со спектроанализатором 7.
В состав устройства для реализации способа также входит микроЭВМ 8, определяющая по алгоритму (1) амплитуды Vд пульсационных скоростей для каждой из спектральных составляющих пульсационной скорости ωд. Способ основан на новом эффекте нелинейного взаимодействия между гидродинамическим полем и слабыми акустическими волнами. Гидродинамические пульсации производят значительные искажения амплитудно-фазовых характеристик акустического сигнала.
Способ реализуется следующим образом. Сначала в отсутствие потока пульсационных скоростей с помощью отградуи- рованного гидрофона 4 определяют уровень звукового давления Ро. В присутствии пульсационных скоростей происходит амплитуда модуляции акустических колебаний с несущей частотой ωa по закону изменения амплитуды пульсационных скоростей. С помощью детектора 5 выделяют огибающую модулированного сигнала и направляют продетектированный сигнал в спектроанализатор 7, в котором осуществляется спектральный анализ принятого продетекти- рованного сигнала. При этом определяют уровень звукового давления Ра на каждой спектральной составляющей ωд. Полученные данные вместе со значением волнового числа Ка звуковых колебаний на несущей частоте направляют в микроЭВМ 8, в которой по алгоритму (1) определяют значение пульсационных скоростей Vд для каждой спектральной составляющей. На микроЭВМ 8 с помощью обратного преобразования Фурье можно также определить временные изменения пульсационной скорости в потоке жидкости.
В предлагаемом способе результаты измерений параметров пульсационных скоростей не зависят от длины базы измерения (расстояние между излучателем и приемником). Аппаратура, реализующая способ, отличается простотой.
Формула изобретения: АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУД ПУЛЬСАЦИОННЫХ СКОРОСТЕЙ ПОТОКА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА, заключающийся в облучении исследуемой среды вдоль потока акустическими колебаниями на несущей частоте с волновым числом Kа, приеме акустических колебаний акустическим приемником, демодуляции сигнала принятого на несущей частоте акустическим приемником колебаний и проведении спектрального анализа демодулированного сигнала, отличающийся тем, что с помощью акустического приемника дополнительно измеряют уровень звукового давления P0 акустических колебаний в отсутствии пульсационных скоростей в потоке, а при проведении спектрального анализа демодулированного сигнала измеряют уровень звукового давления Pа на каждой спектральной составляющей ωд выходного сигнала, при этом амплитуды пульсационных скоростей Vд на каждой спектральной составляющей ωд определяют из математического выражения