Способ определения количества воды в органической жидкости и устройство для его реализации

 

1. Способ определения количества воды в органической жидкости, эаклк1чаювд1йся в создании колебательных движений тела, погруженного в исследуемую жидкость, отличающийс я тем, что, с целью пов}лт ения точности определения, колебательное дви-. жение тела создаю электростатическим полем конденсатора, а количество воды определяют по частоте импульсов тока. 2. Устройство для определения количества воды в органической жидкости , содержащее емкость для жидкости с расположенным вемкости шарообразным телом, средство для создания колебательного движения тела и регистрируквдую схему, соединенную с индикатором , отличающееся тем; что, с целью повышения точности определения, шарообразное тело выполнено с проводящей поверхностью, средство создания колебательного движения шарообразного тела выполнено в виде электродов конденсатора, расположенных в торцовых поверхностях емкости sg и подключенных к источнику постоянно Л го напряжения, а регистрирующая схема содержит нагрузочное сопротивление в цепи одного электрода,соединенное с формирователем электрических импульсов. I со о 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН з(5}) Я 0 1 A 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2958212/18-25 (22) 21.07.80 (46) 23.07.83. Бюл. Р 27 (72) В.Д.Вавирухо и К.A .Мирошниченко (53) 543.257(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 224139, кл. Г 01 Р 27/22, 1963.

2. Патент ЧССР Р 134323, кл. 42 2 7/02, 1969 (прототип). (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА

ВОДЫ В ОРГАНИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ И УСТ-.

POACTBO ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЭАПИИ. (57) 1. Способ определения количества воды в органической жидкости, заключающийся в создании колебатеЛьных движений тела, погруженного.в исследуемую жидкость, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения, колебательное движение тела создают электростатическим

„„SU„„1030714 А полем конденсатора, а количество воды определяют по частоте импульсов тока.

2. Устройство для определения количества воды в органической жидкости, содержащее емкость для жидкости с расположенным в. емкости шарообразным телом, средство для создания ко лебательного движения тела и регистрируюттую схему, соединенную с индикатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем; что, с целью повышения точности определения, шарообразное тело выполнено с проводящей поверхностью, средство создания колебательного движения шарообразного тела выполнено в виде электродов конденсатора, расположенных в торцовых поверхностях емкости э и подключенных к источнику постоянного напряжения, а регистрирующая схема содержит нагрузочное сопротивление вц пи одного электрода, соединенное с фор- l мирователем электрических. импульсов.

1030714

Изобретение относится к физико-химнческому анализу и может быть использовано в гидромеханике для определения воды в органических жидкостях, в частности в рабочих жидкостях гидравлических систем, например маслах.

Известен способ определения обводнения масла, заключающийся в на- гревании металлической пластины до температуры испарения воды и наливании на зту пластину пробы масла и определении количества испаренной воды (1 ).

Педостатками способа являются сложность и невысокая точность изме- 15 рения.

Известно устройство для измерения количества воды в масле, содержащее индуктивный датчик, выполненный иэ двух торроидальных трансформаторов, gp связанных индуктивно витком контролируемой жидкости $ 1) .

Недостатком устройства является низкая чувствительность измерений, так как измеряемый сигнал соизмерим с уровнем помехи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее емкость для жидкости с расположенным в емкости шарообразным телом, средство для создания колебательного движения тела и регистрирующую схему, соединЕнную с индинртором 2 g.

Недостатками устройства являются низкая точность и сложность реализации измерений.

Низкая точность определяется инерционностью переключения направления электромагнитного поля, создающего колебательное движение. Кроме 40 того, на снижение точности влияет инерционность "тяжелого" ферромагнитного шарика, которая определяется теМ, что при изменении направления электромагнитного поля шарик всякий 45 раз не будет занимать одно и то же положение между индукционными катушками и не всегда будет в этот момент находиться в фокусе электромагнитного поля, создаваемого индукционной катушкой, что самым прямым образом будет влиять на изменение частоты движения шарика.

Сложность реализации измерений определяется необходимостью наличия достаточно сложной автоматической коммутационной схемы и датчиков положения шарика.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем,6О что согласно способу определения воды в органической жидкости, заключающемуся в создании колебательного движения тела, погруженного в исследуемую жидкость, колебательное движение тела65 а а (y - у >

) (<) динамическая вязкость жидкости радиус шарообразного тела (шарика); ускорение движения шарика под действием вынужценных сил у .- плотность шарика, I

p — плОтнОсть жидкости, где

Как видно из формулы (1J, коэффициент перед переменной Ц имеет значение, равное девяти, что подтверждает значительное весовое преоблада-ние вязкости относительно других пе- . ременных в этой формуле.

Кроме того, наличие в формуле (1)

R усиливает эффект применения шарика в качестве чувствительного элемента. В свою очередь степень обводнения находится в функциональной зависимости от вязкости

"4ЧЛ у= е †ту в- <00 7 (2) динамическая вязкость воды j динамическая вязкость органической жидкости, средняя скорость теплового дв юкения молекул воды; средняя скорость теплового движения молекул жидкости где

1 создают электростатическим полем конденсатора, а количество воды опреде ляют по частоте импульсов тока.

Кроме того, в устройстве для определения количества воды в органической жидкости, содержащем емкость для . жидкости с расположенным в емкости шарообразным телом, средство для создания колебательного движения тела и регистрирующую схему, соединенную с индикатором, шарообразное тело выпол-, нено с проводящей поверхностью, средство создания колебательного движения шарообразного тела выполнено в виде электродов конденсатора, расположенных в торцовых поверхностях емкости и подключенных к источнику постоянного напряжения, а регистрирующая схема содержит нагрузочное сопротивление в цепи одного электрода, соединенное с формирователем электрических импульсов.

Способ основан на регистрации изменения скорости У частоты вынужденного движения твердого шарообразного тела (марика) в ограниченном объеме контролируемой жидкости в зависимости от изменения ее вязкости, что определяется известной зависимостью

1О ЗО 714 средняя длина свободного пробега молекул води, средняя длина свободного пробега молекул органической жидкости. 5

Выполняют т вердое шарообр аз ное тело в виде переносчика микрозаряда шарика с проводящей поверхностью и средним удельным весом, большим удельного веса контролируемой жидкости на

10-20%.

Устанавливают в контролируемый объем жидкости два параллельно расположенных электрода, ограничивающих этот объем с двух стоРон. С других сторон контролируемый объем ограничивают диэлектрической решеткой.

Помещают в этот объем контролируемой жидкости между электродами шарик — переносчик микрозаряда.

Создают электростатическое поле между электродами путем подключения их к источнику высокого напряжения и устанавливают значение высокого напряжения, при котором обеспечивают устойчивое колебательное движение шарика между электродами.

Частоту колебательного движения шарика в контролируемой жидкости между электродами замеряют путем регистрации частоты импульсов тока, ЗО переносимых шариком при его колебательном движении в электростатическом поле между электродами в соответствии с зависимостью

1"-К вЂ” 1

3 35

Я где 3 - ток, осуществленный колебаниями микрозаряда между электродами за период измерения частоты; 40

Q — значение ми кроз аряда, К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Измеренную частоту сравнивают с эталонной частотой импульсов тока, 45 переносимых идентичным шариком при его колебательном движении в идентичном электростатическом поле между электродами, размещенными в не-, обводненной органической жидкости, в идентичных внешних условиях, по результатам сравнения определяют степень обводнения контролируемой жидкости.

На чертеже представлена блок-схе-. ма устройства для осуществления пред-55 лагаемого способа.

Устройство содержит два параллельно расположенных плоских электрода 1,, ограниченных по периметру диэлектрической решеткой 2, внутри этого объе-60 ма, заполненного контролируемой органической жидкостью, расположен переносчик 3 микрозаряда, выполненный в виде твердого шарообразного тела с проводящей поверхностью и средним щ удельным весом, большим удельного веса контролируемой жидкости на 10-20%.

Электроды 1 подключены к источнику 4 високого постоянного напряжения, а измерительным выходом (между нижним электродом и подключенным к нему сопротивлением нагрузки R ) подключены к формирователю 5 имйульсов, выход которого соединен с входом блока б сравнения, к второму входу которого подключен генератор 7 эталонной частоты. Выход блока б сравнения череэ преобразователь 8 подключен к индикатору 9.

Прн этом генератор 7 эталонной частоты представляет собой аналогичное устройство, размещенное в идентичных внешних, условиях, содержащее идентичные электроды 1, ограниченные по периметру идентичной диэлектрической решеткой 2, внутри этого идентичного объема, заполненного необводненной эталонной органической жидкостью, размещен идентичный переносчик 3 микрозаряда. Электроды 1 подключены к идентичному источнику 4 высокого напряжения, а измерительным выходом (между нижним электродом и подключенным к нему сопротивлением нагрузки

gн ) подключены к идентичному формирователю 5 импульсов, выход которого является выходом эталонного генера-. тора.

Устройство, осуществляющее способ определения степени обводнения, работает следующим образом.

На электроды 1 подают высокое постоянное напряжение требуемого значения от источника 4, при этом. переносчик 3 микрозаряда совершает в созданном электростатическом поле устойчивое колебательное движение между электродами, частота которого зависит от степени обводнения органической жидкости. С измерительного выхода электродов 1, подключенного на сопротивление нагрузки, снимается сигнал и подается на формирователь 5 импульсов, который выдает на вход блока 6 сравнения последовательность импульсов с частотой, зависящей от степени обводнения, которую сравнивают с импульсами, характеризующими эталонную необводненную органическую жидкость, поступающими на второй вход блока б сравнения от эталонного генератора 7. С выхода блока сравнения сигнал поступает на вход преобразователя 8, где он преобразовывается в аналоговый электрический сигнал, пропорциональный степени обводнения, который регистрируется индикатором 9.

Перемещение переносчика 3 микроэаряда ограничивается диэлектрической решеткой 2, ограничивающей рабочее,1030714

Составитель М. Кривенко

Редактор Н.Лазаренко Техред М.Тепер Корректор О. Билак

Заказ 5203/45 Тираж 873 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 пространство по периметру электродов 1.

Использование способа и устройства определения степени обводнения органической жидкости обеспечивает по сравнению с известными способами и устройствами повышение точности определения степени обводнения органических жидкостей в 2 раза, упрощение реализации измерений, так как значе1О ния импульсов тока, осуществленного колебательным движением микрозаряда, позволяют применить вторичные приборы с более простым схемным и конструкторским решением. Кроме того, отсутствие необходимости в Датчиках положения шарика и силовых индукционных катушках, присущих известному устройству, упрощает и удешевляет технологию изготовления первичного прибора, что позволяет сократить затраты на изготовление всего устройства примерно в 3-4 раза.