Устройство для измерения расхода электропроводных жидкостей

 

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИН (1Ю (11) Вс д G 01 F 1/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР Г

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; ::

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3367991/18-10 (22) 11. 12.81 (46) 07.09.83. Бел. N 33

/ (72) В.О.Чернышев, И.С.Мисса и М.И.Полуянов (71) Центральный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной эоны CCCP (53) 681.121(088.8) (56) 1. Андреев В .С . Кондуктометрические методы и приборы в биологии и медицине. М., "Медицина", 1973, с. 307.

2. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л., "Машиностроение" l975, с. 149, 153 и др.

3. Патент США И 3374672, кл. 73- 194, 1968 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РАСХОДА ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ ЖИДКОСТЕЙ, содержацее три измерительных коаксиальных кольцевых электрода, источник . питания и мостовую измерительную схему, при .этом средний электродявляется вершиной диагонали питания мостовой измерительной схемы, а два других электрода являются. вершинами ее измерительной диагонали, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения, диапазона измерений, средний электрод выполнен в виде участка измеритель" ного трубопровода, а два другихв виде одинаковых цилиндров, расположенных последовательно через изоляционную втулку внутри упомянутого участка трубопровода, прн этом соогношение диаметров электродов, внутренних и среднего выбрано в пределах

1,15-3,0, а источник питания выполнен в виде источника переменного тока.

Цель изобретения - повышение точ" а

35 ности и расширение диапазона измере-. х ния. с

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения расхода электропроводных жидкостей, 4 содержащем три измерительных коаксиальных кольцевых электрода, истом" ник питания и мостовую измерительную схему, при этом средний электрод является вершиной диагонали питания мостовой измерительной схемы, а два других электрода являются вершинаыи ее измерительной диагонали, средний электрод выполнен в виде участка измерительного трубопровода, а два других - в виде одинаковых цилиндров, расположенных последовательно через изоляционную втулку внутри упомянутого участка трубопровода, при этом соотношение диаметров электро" дов внутренних и среднего выбрано в пределах 1, 15-3,0, а источник пи" тания выполнен в виде источника пере менного тока.

Q=goi0Lht

3 10403

Изобретение относится к измеритель" ной технике и может быты использова"

l но для измерения расходов электропро" водных жидкостей в непрерывных пото" ках, в частности .таких, как водные растворы или.еуспензии ядохимикатов, и может найти применение в сельском и лесном хозяйстве.

Известны кондуктометрические рас" ходомеры, содержащие измерительные 10 электроды, подключенные к источнику постоянного тока и расположенные вдоль потока, и мостовую измерительную схему (1) и j2J.

Известные устройства имеют невысо- 15 кие чувствительность и точность измерения, обусловленные влиянием физико-, химического состава контролируемой,среды.

Наиболее близким к предлаГаемому . 20 является расходомер, содержащий три измерительных цилиндрических электрода, расположенные последовательно по потоку и подключенные к источнику постоянного тока, и мос" 2 товую измерительную схему (31.

Однако указанное устройство также имеет низкую точность измерения вследствие конструктивных особенностей электродов и подключения их к источнику постоянного тока, что может привести к электролизу жидкости и загрязнению электродов.

38 1

На фиг. 2 приведена блок-схема устройства; на фиг. 1 приведена конструктивная схема расходомера.

Устройство содержит блок 1 питания, выполненный в виде источника переменного напряжения, преобразователь 2 расхода, выходы которого подключены к выходам элемента 3 сравнения, на выход элемента 3 сравне-, ния включено нагрузочное сопротивление 4 и может быть подключен измерительный прибор 5. Преобразователь

2 расхода содержит один общий цилиндрический электрод 6 с зажимом 7 для подсоединения к нулевому зажиму блока 1 питания, и два внутренних цилиндрических электрода 8 и 9, одинаковых по размерам, соединенных соосно с помощью изоляционной центрирующей втулки 10. Противоположные концы электродов жестко закреплены внутри наружного цилиндрического электрода 6 с помощью изоляционных конусов 11, имеющих четыре . ребра 12 жесткости, обтекаемого про- филя и прорези 13 для протекания жидкости. Соединение внутренних электродов с блоком 1 питания осуществляется с помощью токопроводов

14 и резьбовых патронов 15. С помощью фланцев 16 предлагаемое устройство устанавливается в гидравлической системе, в которой необходимо контролировать расход жидкости, кран 17 служит для выпуска воздуа в случае его скопления в устройтве.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемый поток жидкости поступает через зазор между фланцем:

16 и конусом 11 с четырьмя ребрами

12 жесткости обтекаемого профиля и прорези 13, формирующих ламинарный поток, в преобразователь 2 расхода, где он нагревается в зонах двух пар электродов 6-8 и 6-9. При этом повышение температуры жидкости в первой (по ходу течения жидкости) зоне, например, 6"8, приводит к тому, что во вторую зону 6-9 поступает уже подогретая жидкость, следовательно, ток нагрева будет больше, чем. в первой, поскольку проводимость жидкостей связана линейной зависимостью с температурой:

3 .104О3 где g - начальная (нулевая)проводи-о. мость жидкости;

К - температурный коэффициент; . И - повышение температуры жидко" сти по сравнению с началь. ными условиями.

С другой стороны, повышение тем-;. пературы жидкости как в зоне 6-8, так и в зоне 6-9 зависит от скорос-. ти ее прохождения по преобразовате- --; 10 лю 2 расхода, поскольку напряжение, подведенное. к электродам 8 и 9, стабилизировано, поэтому при меньших скоростях жидкости перепад температур в зонах 6-8,и 6-9 будет мень-:1 ший, а при возрастании скорости пе- репад температур будет возрастать .

Таким образом, скорость протекания контролируемой жидкости влияет на повышение ее температуры от нагрева протекающим током. Одновременно с изменением температуры жидкости происходит изменение ее проводимости, а следовательно, и токов, протекающих в различных зонах измери- 25 тельного элемента. Эти токи сравниваются элементом 3 сравнения, а их разница, пропорциональная мгновен" ному расходу, фиксируется измерительным прибором .

В предлагаемом устройстве осуществляется одновременный нагрев и контроль всего объема жидкости, который последовательно проходит

38 4 через первую и вторую пару коаксиальных электродов. Наибольшая чувствительность, как показало экспери" ментальное исследование устройств с коаксиальной системой электродов, обеспечивается при соотношении.диаметров внутреннего электрода к наружному в пределах от 1,15-3,0. Это объясняется тем, что активная площадь коаксиальных электродов большая. Отсутствие влияния мешающих факторов (физико-химического состава)на точность измерения объясняется отсутствием в них неактивных и застойных зон, а следовательно, сепарации жидкости на фазы и загрязнения активной площади электродов,. кроме того, осуществляется контроль всего потока жидкости в двух ячейках. Исключается влияние конвективных потоков, так как контролируется весь поток.жидкости, а вихревые потоки исключают" ся конструктивными особенностями ко" аксиальных электродов, обеспечивающих ламинарность движения контролируемого потока. Идентичность коаксиальных измерительных зон обеспечивается высокой точностью изготовления электродов.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает максимальную погрешность измерения 2,33 на суспензиях ядохимикатов и высокую надежность в работе.

1040338

Составитель Н.Андреева

Редактор Е;Папп Техред А.Бабинец Корректор А Зимокосов

Заказ 6916/45 Тираж 643 Подписное

18МИ11П 1 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4