Разработка и исследование ультразвуковой волноводной системы визуализации двухфазного теплоносителя

• Автор: Контелев, Владимир Валентинович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 95 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Критический анализ современных методов визуализации
двухфазных потоков высоких параметров
1.1. Классификация методов визуализации двухфазного теплоносителя
1.2. Методы, основанные на использовании проникающего излучения
1.2.1. Высокоскоростная рентгеновская система визуализации двухфазного потока
1.2.2. Другие ядерно-физические методы визуализации
(у и нейтронная диагностическая техника)
1.3. Акустические методы
1.4. Электрические методы
1.4.1. Система, основанная на измерении диэлектрических свойств двухфазного потока
1.4.2. Методы диагностики двухфазного потока, основанные на измерении электропроводности среды
1.5. Сравнительная оценка методов
Глава 2. Принципы построения многоточечной системы диагностики двухфазного теплоносителя, основанной на использовании ультразвуковых волноводных датчиков
2.1. Анализ работ по разработке волноводных акустических
датчиков для измерений в экстремальных условиях ЯЭУ

2.2. Исследование распространения ультразвука в элементах многоточечного датчика
2.3. Разработка основных конструктивных принципов и узлов акустического многоточечного датчика
2.4. Разработка электронной аппаратуры системы диагностики двухфазного теплоносителя
Глава 3. Методика измерений распределения газосодержания (паросодержания) в трубопроводах, основанная на использовании акустических волноводов
3.1. Аналитическая модель взаимодействия двухфазного потока
с волноводами
3.2. Анализ амплитудного распределения
3.3. Критерии выбора уровня дискриминации
Глава 4. Разработка методов информационно-аналитического
представления информации о структуре и режимах движения двухфазного теплоносителя
4.1. Особенности разработки интерфейса для инициирования
датчика и ввода в компьютер получаемой информации
4.2. Схемы визуализации получаемой информации на экране компьютера
4.3. Методы корректировки результатов измерений
4.3.1. Пространственная и временная интерполяция
4.3.2. Нелинейная обработка принятых сигналов
4.4. Примеры визуализации потока теплоносителя в вертикальном трубопроводе

Глава 5. Результаты лабораторных и стендовых исследований
системы визуализации и их обсуждение
5.1. Лабораторные исследования компонент многоточечного датчика
5.2. Результаты экспериментального тестирования системы визуализации на стенде “Петля”
5.2.1 Техническое описание стенда и методика измерения
5.2.2. Карта режимов течения теплоносителя
5.2.3. Сравнительный анализ результатов измерений, полученных разными системами визуализации
Заключение и практические рекомендации
Список литературы

распространяется только одна продольная волна (волна растяжения), при этом распределение амплитуды колебаний по сечению достаточно равномерно, т. е. сечение волновода эффективно участвует в передаче сигналов. Отсутствие других продольных нормальных волн позволяет обеспечить качественную передачу сигналов. Достоинства тонких волноводов определяются и другими важнейшими причинами. При использовании тонких волноводов (с!<1мм), уменьшается их масса, облегчается придание волноводам необходимой по конструктивным соображениям конфигурации, уменьшается теплоотвод из зоны измерения, что облегчает охлаждение преобразователей, для которых в этом случае оказывается достаточным естественное охлаждение, и, что самое главное, уменьшается оказываемое волноводами возмущение потока.
Прохождение ультразвука через контролируемую среду.
Измерение прохождения ультразвука через контролируемую среду связано в свою очередь с решением двух основных задач.
Необходимо:
1. Эффективно излучить акустическую энергию в контролируемую среду. При этом необходимо подавить различные паразитные акустические колебания, связанные с реверберацией и “звоном” конструктивных элементов не участвующих в непосредственной передаче акустических сигналов (герметизирующие элементы, подвеска, корпус).
2. Эффективно принять сигналы, прошедшие через контролируемый объем. При этом необходимо выделить полезные акустические импульсы, подавить помехи и сигналы от соседних излучателей.
Излучение акустической энергии в данной системе осуществляется вследствие радиальных колебаний излучателей. Затухание продольной акустической волны в цилиндрическом волноводе длиной I, погруженном в измеряемую среду описывается выражением: [1]