Устройство для измерения концентрации твердых фракций в двухфазных потоках

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECfMiflHH

09) (!И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

H ABTOPCHQIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2551479/18-25 (22) 07.12.77 (46) 23.08.83. Бюл. 9 31 (72) P.Ð.Бикмуллин и А.И.Султанов (71) Уральский филиал научно-производственного обьединения "Союзцветметавтоматика" (53) 539.215.4(088 ° 8) (56) 1."Chemical Engineering", 10, 1949.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 524109, кл..G 01. N 15/06, 1974. ° (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО Д Н

КОНЦЕНТРАЦИИ ТВЕРДЫХ ФРАКЦИЙ В ДВУХ 4A3HHX ПОТОКАХ, включающее побудитель тяги, измерительный и комненсирующйй емкостные датчики, содержащне центральный и наружный электроды, соединенные с измерительной системой, о тл и ч а ю g e е с я тем, что, с целью повыщения точности измерений, центральный электрод измерительного датчика выполнен в виде полого ци-. линдра из пористого материала, а в пространство между электродами встроена изолирующая прокладка.

2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в качестве пористого материала используют металлокерамику.

1037144

Изобретение относится к автоматизированному измерению и контролю весовой концентрации взвешенных тнердых фракций в двухфазных потоках на предприятиях цветной и черной металлургии, в химической промышленности, 5 а также может быть использовано для контроля загрязненности окружающей . среды.

Известно устройство для измерения концентрации тнердых фракций н технологических, газах.

В этом устройстве в качестве первичного датчика, преобразующего физи-, ческую величину — концентрацию твердых фракций в электрический эквива- 15 лент, использован проточный воздушный конденсатор, между обкладками которого протекает контролируемая среда.

О концентрации твердых фракций судят по изменению величины диэлектрической20 проницаемости контролируемой среды, которая вносит расстройку колебаний измерительного, контура. Наведенный ток расстройки затем усиливается и регистрируется измерительным прибором f1).

Недостатком устройств с емкостным первичный преобразователем является низкая чувствительность . на малые

,единицы мг/м3) концентрации твер- 30 дых фракций особенно при больших скоростях движения (10-15 м/с) пылегазовых потоков.

Это объясняется тем, что чувствительность емкостного преобразователя загрубляется "паразитными" емкостями электрической схемы датчика. Поэтому наведенный сигнал от воздействия кон-. тролируемой среды должен быть больше величины "паразитных" емкостей и других помех, например изменения влаж- 40 ности и температуры пылегазового потока.

Известно также устройство для измерения содержания твердых фракций в двухфазных потоках, в котором о кон- 45 центрации судят по изменению емкости конденсатора, через который пропускается контролируемая среда.

В качестве чувствительных элементов использованы проточные емкостные 50 коаксиальные датчики, один из которых помещен в металлическую сетку и соединвн с измерительными приборами.

Контролируемая среда в этих устройствах проходит через зазор между центральным и наружным электродами емкостного датчика. О концентрации пыли в потоке в данном случае судят по суммарной величине изменения емкости датчика, вносимой твердыми частицами и газом (2).

Недостатком этого устройства являетсяя низ к ая точ но ст ь и з мерения .

Это объясняется тем, что концентрация твердых фракций в двухфазном потоке определяется косвенным методом - пу- 65 тем сравнения двух токовых эквивалентов, полученных от прохождения через датчикй двухфазного и однофазного потоков. Однако величина токового эквиналента, наведенного в. датчике от прохождения через него двухфазного потока, как правило, не равна арифметической сумме наведенных токовых эквивалентов, составляющих двухфазный поток,,вследствие чего появляется значительная погрешность в измерениях е

Другим недостатком этого устройства является низ кая чувствительность устройства, особенно при малых концентрациях (единицы мг/м ) твердых фракций в контролируемой среде и высоких (более 10 м/с) скоростях движения контролируемой среды через датчик. В этом случае "паразитные" емкости электрической схемы датчика больше и зменения емкости датчи ка, получаемого от воздействия на него контролируемой среды.

Целью Изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем,,что центральный электрод измерительного датчика выполнен в виде полого цилиндра из фильтрующего материала, преимущественно из металлокерамики, а в пространство между электродами встроена изолирующая прокладка.

На чертеже представлено устройство для измерения концентрации твердых фракций в двухфазных потоках.

Устройство состоит из измерительного 1 и компенсирующего 2 емкостных датчиков, установленных н трубе 3, ,íà выходе .которой вмонтирован побудитель. тяги 4. Измерительный датчик 1 состоит из центрального 5 и внешнего б электродов, причем центральный электрод 5 выполнен в виде полого цилиндра из фильтрующего материала, например металлокерамики. В кольцевую— цель между электродами 5 и б встроено изолирующее кольцо 7 для предотвращения сквозного протекания контролируемой,среды между электрода ж.

Датчики .1 и 2 соединены с измерительной системой 8.

Устройство работает следующим образом..

За счет разрежения, создаваемого побудителем тяги 4, контролируемый двухфазный поток, попадая в пространство между двумя электродами 5 и б датчика 1, протягивается через пористую поверхность центрального электрода 5 измерительного датчика 1. Отфильтрованные при этом твердые частицы накапливаются в кольцевом пространстве между электродами 5 и б датчика

1, а очищенная от твердых включений контролируемая среда пропускается

10 37144

Составитель Е. Маллер

Редактор С.Патрушева Техред И.Костик КорректорА. Ференц

Заказ 6ООО/45 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðñ>ä, ул.Проектная, 4 между электродами проточного компенсирующего датчика 2.

По мере накопления отфильтрованных частиц между электродами 5 и б .изменяется емкость измерительного датчи-. ка 1. Это изменение емкости преобразуется в токовый эквивалент и с помощью измерительной системы 8, включающей измерительный и частотный генераторы, схему сравнения, измерительный прибор, судят о концентрации твердых lo фракций в контролируемой среде.

- После завершения цикла измерения производится регенерация измерительного датчика 1. С этой целью побудитель тяги 4 переключается на режим )5 нагнетания. Под действием избыточного давления центральный электрод 5 датчика, 1. перемещается относительно трубы З,выдавливая в газоход отфильтрованные в зазоре между электродами твердые частицы, одновременно осуществляется регенерация электрода 5.

С целью устранения погрешностей от влияния колебаний температуры (влажности) контролируемой среды, предусмотрен компенсирукиаий емкостной датчик 2 °

Так как температура. (влажность) контролируемой среды в обоих датчиках одинакова, то при сравнении (вычита1 нии, делении) токовых эквивалентов наведенных в обоих датчиках от воздействия на них контролируемой среды, остается величина токового эквивалента, полученная от воздействия на датчик 1 только отфильтрованных твердых частиц.

Лабораторные и стендовые испытания макета устройства показали возможность практического использования данного изобретения при контроле высокозапыленных горячих газовых потоков в цветной металлургии.

Устройство позволяет значительно повысить точность измерений тем,что в качестве контролируемого параметра используются диэлектрические свойства только твердых частиц, отфильтро ванных из контролируемой среды.