Введение
Глава 1 Современное состояние техники измерений концентрации компонентов жидких дисперсных сред 20
1.1. Общая характеристика дисперсных сред 20
1.2. Актуальность и особенности полевых измерений концентрации жидких дисперсных сред 25
1.3. Основные требования, предъявляемые к полевым средствам измерения концентрации ЖДС 28
1.3.1. Условия эксплуатации 29
1.3.2. Метрологические характеристики 30
1.3.3. Показатели надежности 31
1.3.4. Другие требования 31
1.4. Классификация и обзор методов измерения концентрации ЖДС 32
А 1.4.1. Методы измерения концентрации ЖДС с модификацией компонентов 33
1.4.2. Методы измерения концентрации ЖДС без модификации компонентов 43
1.4.3. Оценка пригодности и перспективности методов для полевых измерений концентрации ЖДС 79
1.5. Основные пути повышения метрологической надежности и живучести полевых средств измерения концентрации ЖДС 82
1.6. Краткий обзор рынка полевых средств измерения концентрации ЖДС 96
1.7. Нерешенные проблемы в области разработок полевых средств измерения концентрации ЖДС. Выводы по главе и постановка задачи исследования 106
Глава 2. Средства измерения параметров состава водогазомасляных эмульсий 110
2.1. Общая постановка и последовательность решения задачи оптимизации ИИС для измерения концентрации компонентов ЖДС ПО
2.2. Задача измерения параметров состава водогазомасляных эмульсий. Оптимальное комплектование совместных измерений 113
2.3. Обоснование выбора методов измерения на примере многофункционального датчика состава ВГМЭ 118
2.4. Комплексирование измерений параметров состава ВГМЭ с помощью комбинированных акустоэлектрических датчиков (КАЭД) 124
2.5. Математическое моделирование КАЭД 139
2.5.1. Математическая модель ПИП
электрического канала КАЭД 140
2.5.2. Уточнение метода измерения по результатам моделирования ПИП электрического канала КАЭД 148
2.5.3. Математическая модель ПИП
акустического канала КАЭД 158
2.5.4. Уточнение конструкции ПИП, схемы включения и алгоритма функционирования акустического канала .169
2.5.5. Полная математическая модель КАЭД и ее использование для оптимизации геометрических параметров датчика (для случая дисковых противолежащих элементов) 174
2.5.6. Исследование технических возможностей КАЭД с дисковыми элементами 180
2.5.6.1. Получение расчетных формул для вычислений W,S,G...A%0
2.5.6.2. Анализ погрешностей КАЭД с дисковыми элементами... 183
2.5.6.3. Описание экспериментального образца КАЭД и выполненных экспериментов 198
2.5.7. Моделирование КАЭД для других расположений элементов 212
2.6. Дальнейшие возможности повышения метрологической надежности и живучести КАЭД 215
Результаты и выводы по главе 2 223
Глава 3. Фотометрические полевые средства измерения концентрации разбавленных ЖДС с повышенной метрологической надежностью 225
3.1. Модель ЖДС как рассеивателя оптического излучения. Основные допущения и область применимости 225
3.2. Четырехлучевая импульсная схема и ее модификации 236
3.2.1. Моделирование четырехлучевой импульсной схемы для случая узких диаграмм направленности приемников и излучателей 236
3.2.2. Влияние радиуса измерительной ячейки на результаты измерений 244
3.2.3. Предложения по построению четырехлучевой импульсной схемы с узкими диаграммами направленности излучателей и приемников и обработка ее сигналов с помощью искусственных нейросетей 245
3.2.4. Четырехлучевая импульсная схема с широкими диаграммами направленности излучателей иприемников и линейным расположением элементов 255
3.2.5. Модель для изучения фотометрических преобразователей с произвольными углами раскрыва диаграмм направленности излучателей и произвольным расположением элементов.. 263
3.3. Практическая реализация многолучевых контактных фотометрических концентратомеров 267
3.3.1. Градуировочный стенд 267
3.3.2. Программное обеспечение для автоматизированной градуировки и обработки сигналов многолучевых фотометрических концентратомеров 268
3.3.3. Результаты стендовых испытаний многолучевого фотометрического концентратомера 272
3.3.4. Улучшение показателей надежности многолучевого концентратомера путем интеллектуализации алгоритма его работы 278
Результаты и выводы по главе 3 281
Глава 4. Фотометрические бесконтактные средства измерения концентрации разбавленных ЖДС 284
4.1. Общая характеристика бесконтактных концентратомеров ЖДС 284
4.2. Поверхностные бесконтактные концентратомеры ЖДС 292
4.2.1. Использование четырехлучевой импульсной схемы
в поверхностных бесконтактных концентратомерах ЖДС .292
4.2.2. Улучшенная четырехлучевая схема поверхностного концентратомера с коллимированным пучком излучателя 297
4.3. Струйные бесконтактные концентратомеры ЖДС 302
4.3.1. Струйные концентратомеры с продольным просвечиванием струи и узкими диаграммами направленности приемников 302
4.3.2. Струйные концентратомеры с продольным просвечиванием струи и широкими диаграммами направленности приемников 311
4.3.3. Струйные концентратомеры с продольным просвечиванием струи и кольцевыми матрицами фотоприемников 317
4.3.4. Струйные концентратомеры с поперечным просвечиванием струи 322
4.4. Результаты испытаний бесконтактных концентратомеров 325
4.4.1. Результаты испытаний поверхностного бесконтактного концентратомера 325
4.4.2. Результаты испытаний струйных концентратомеров с продольным просвечиванием струи 327
Результаты и выводы по главе 4 328
Глава 5. Фотометрические концентратомеры ЖДС с переменной измерительной базой 331
5.1. Концентратомеры ЖДС на основе турбидиметров с переменной измерительной базой 331
5.1.1. Принцип действия и особенности конструкций 331
5.1.2. Оптимизация диапазона перемещения подвижного элемента 335
5.1.3. Алгоритм функционирования турбидиметра
с переменной измерительной базой 339
5.2. Концентратомеры ЖДС на основе нефелометров с переменным углом регистрации рассеяния 343
5.2.1. Принцип действия и особенности конструкций 343
5.2.2. Нефелометр с секторным возвратно-периодическим вращением излучателя и поворотным шифратором 344
5.3. Практическая реализация концентратомеров с переменной измерительной базой 347
5.3.1. Результаты испытаний турбидиметра
с переменной измерительной базой 347
5.3.2. Использование механической очистки окон для повышения метрологической надежности турбидиметров с переменной измерительной базой 349
Результаты и выводы по главе 5 352
Заключение 354
Список использованных источников
