Емкостной преобразователь концентрации

 

1. ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ, содержащий корпус с проточной частью, в которой размещены элементы электрического конденсатора, изолированные от .кор пуса и выполненные в виде концентрических цилиндров, соединенных с помощью крестообразных оснований с выводами электрических разъемов, о т лича щийся тем, что, с целью повьоиения точности путем устранения влияния дестабилизирующих факторов в.элементах электричейкого конденсатора; выполнены внутренние полости, образованныецилиндри -: с ческими стаканами, герметично соединенными по торцам, в которых размещены электроды корректирующего емкостного преобразователя, выполненные также в виде концентрических цилиндров, сцентрированных изоляторами и соединенных с выводами дополнительного электрического разъема, размещенного на корпусе.

„„SU„„.1041921 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,. 3<5Н С 0 1 N 27/22

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3402953/18- 25 (22) 15.01.82 (46) 15.09.83. Бюл. 9 34 (72) Л.М. Критов, К.Г. Крюков и К.П. Романов (53) 551.508.7(088.8) (56) 1. Проспект Всесоюзного научноисследовательского института оптико-физических измерений. "Резонансные измерители сплошности неполяр- ных жидкостей. 1978.

2. Новые приборы. Сборник. Р 14.

1918, Изд-Во ЦИАМ, с. 24 (прототип).(54)(57) 1. ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ, содержащий корпус с проточной частью, в которой . размещены элементы электрического. конденсатора, изолированные от,корпуса и выполненные в виде концентрических цилиндров, соединенных с помощью крестообразных оснований с выводами электрических разъемов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности путем устранения влияния дестабилизирующих факторов в.элементах электрического .конденсатора выполнены внутренние полости, образованные цилиндри-: с ческими стаканами, герметично соединенными по торцам, в которых размещены электроды корректирующего емкостного преобразователя, выполненные также в виде концентрических цилиндров, сцентрированных изоляторами и соединенных с выводами ц

Q дополнительного электрического разъема, размещЕнного на корпусе.

1041921

2 корпус с проточной частью, в которой размещены элементы электрического конденсатора, изолированные от к"- рпуса и выполненные в виде

5 концентрических цилиндров, соеди- ненных с помощью крестообразных оснований с выводами электрических разъемов, в элементах электрического конденсатора выполнены внут О рЕнние полости, образованные цили-. .ндрическими стаканами, герметично . соединенными по торцам, в которых размещены электроды корректирующего емкостного преобразователя, вы5 полненные также в виде концентрических цилиндров, сцентрированных изоляторами и соединенных с выводами дополнительного электрического .разъема, размещенного на корпусе.

Кроме того, цилиндрические ста20 каны с одного торца снабжены гофф рами, а в нижней и верхней частях трубками для заполнения исследуемой жидкостью.

Преобразователь концентрации

25 снабжен также измерителем давления, расположенным между цилиндрическими стаканами.

На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 корректирующий конденсатор; на фиг. 3 — график зависимости диэлектрической постоянной синтетического масла (чистая жидкость) от температуры, на фиг. 4 — зависимость диэлектрической постоянной смеси масла с воздухом от процентного содержания воздуха при различных фиксированных температурах.

Емкостный преобразователь концентрации (фиг.1) состоит иэ кор4 ) пуса 1 с проточной частью 2, в которой размещены измерительный конденсатор 3, состоящий из отдельных элементов электрического конденса тора, собранных из цилиндрических

45 стаканов 4 и 5, размещенных коаксиально один относительно другого и скрепленных через один с помощью крестовин б и 7, которые соединены с выводами электрических. разъемов

8 и 9. Крестовины б эле урически соединены со стаканами 4, а 7 — со .таканами 5. Один или несколько

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что цилиндрические стаканы с одного торца снабжены гофрами, а в нижней и верхйей частях — трубками для заполнения исследуемой жидкостью.

Изобретение относится к измери-. тельной технике и может быть использовано для анализа физико-химических свойств веществ, которые можно преобразовать в изменение емкости, например концентрации.

Известен резонансный измеритель сплошности неполярных жидкостей, содержащий систему отрезков для линий, равномерно распределенных в мерном объеме. Г1).

Недостатком известного .Устройства является узкий диапазон иссле- дуемых жидкостей (c диэлектрической постоянной не более 2,0) и недостаточная точность измерения.

Из известных устройств, применя- . емых для измерения концентрации, наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является емкостный преобразователь концентрации, содержащий корпус с проточной частью, в которой размещены элементы электрического конденсатора, изолированные от корпуса и выполненные в виде концентрических цилиндров, соединенных с помощью крестообразных оснований, с выводами электрического разъема (2).

Недостатком известного преобразователя является низкая точность измерении из-за влияния дестабилизирующих факторов, например температуры, давления, загрязнения и т.п. Влияние температуры на показания приходится учитывать в процессе обработки экспериментальных материалов. Для этого проводят дополнительные измерения температуры, что удлиняет время эксперимента, требует дополнительных затрат и удорожает экспвримент. Отсутствует возможность учесть влияние других факторов, например загрязнение масла, изменение его состава под воздействием температуры и времени его использования.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем устранения влияния дестабилизирующих факторов.

Укаэанная цель достигается тем, что в известном емкостном преобразователе концентрации, содержащем,3. Преобразователь по п. 1, отличающийся. тем, что он снабжен измерителем давления, расположенным между цилиндрическими стаканами.

1041921

К (С -СК1Ю)

803 Н С 15 КгьКЗ где, Х вЂ” объемная часть воздуха, воз

40 находящаяся в жидкости, %>

С„. — емкость, измеряемая коррекК 1 Б тирующим конденсатором 15; в

С вЂ” емкость измеряемая коррек15

/ тирующим конденсатором 15, 45 заполненным воздухом;

С - емкость, измеряемая иэмерикь тельным конденсатором 3;

К и К вЂ” масштабные коэффициенты, г зависящие от конструкции

50 емкостного измерителя концентрации.

В связи с тем, что площадь измерительного конденсатора может быть отличной от площади сечения в рабочем участке объекта, то процентное объемное содержание воздуха в масле и рабочем участке следует определять по зависимости ст 27

Р ао> Р

60 цилиндрических стаканов 5 выполнеНы с внутренними полостями 10, образованными боковыми поверхностями цилиндрических стаканов 11,. соединенными между собой герметично по торцу. Внутри полости 10 разме- щены цилиндрические электроды 12, изолированные и сцентрированные относительно боковых поверхностей цилиндров 11 с помощью изоляторов 13.

Электроды 12 и боковые поверхности цилиндров 11, соответственно подключенные к разъемам 14 и 9, об-, . разуют корректирующий конденсатор 15.

Сверху корпус 1 снабжен крышкой 16.

В верхней части цилиндрические стаканы 11 имеют гофры 17 и трубки 18 и 19 для заправки "чистой" жидкостью полости 10 (фиг.2).

Крестовины 6 и 7 крепятся на стяжном винте 20 с помощью втулки 21 и гаек 22 и 23. Крестовины 6 электро; изолированы относительно стяжного винта 20 изоляторами 24. Посредством крестовины 7 измерительный 3 и корректирующий 15 конденсаторы крепятся в корпусе 1 при помощи гайки 25.

Крестовины 7 и последняя-обкладка . конденсатора 3 электроиэолированы относительно корпуса изоляторами 26. 4ежду цилиндрическими стаканами 4 и 5 устанавливают насадок 27 измерения полного и статического давления.

При изменении концентрации воздуха в масле преобразователь ра-ботает следующим образом.

Преобразователь концентрации подключают к измерительному прибору.

Снимают характеристики корректиру- . ющего 15 и измерительного 3 конденсаторов, заполненных воздухом, затем заполняют полость 10 корректирующего конденсатора 15 и проточную часть датчика 2 исследуемой жидкостью без примесей и воздушных .. включений и снимают их характерис- тики по температуре с целью уточнения постоянных коэффициентов, которые зависят лишь от их геометрии.

Устанавливают емкостный преобразователь в рабочую магистраль и осуществляют прокачку испытуемой жидкости через проточную часть 2. Испытуемая жидкость, проходя между элементами измерительного конденсатора 3, нагревает или охлаждает жидкость в полости 10 до температуры прокачиваемой жидкости, в результате чего корректирующий конденсатор 15 будет отслеживать изменение,.диэлектрической постоянной "чистой" жидкости, а следова-. тельно, позволит внести корректировку в измерение концентрации или других свойств прокачиваемой жидкости через измерительный конденса-. тор 3.

Кривые влияния температуры на диэлектрическую постоянную масла представлены на фиг. 3 (кривая 28), а кривые влияния наличия воздуха на диэлектрическую постоянную при постоянных температурах О, 100 и 180 С вЂ” соответственно графиками

29, 30 (фиг.4 ).

При измерении концентрации масла, содержание воздуха в котором

10 от 0 до 100%, емкость измерительного конденсатора изменяется на 7080% при постоянной температуре, а изменение температуры "чистой" жидкости от 0 до 180 С приводит к изменению емкости конденсатора на 30%.

Следовательно, если при измерениях концентрации воздуха в масле будет изменяться,не только количество воздуха, но и температура, то отсутствие учета ее влияния может привести к ошибке в измерении до

25%, что недопустимо.

Поэтому В данной конструкции измерителя и введен корректирующий конденсатор 15.

Сигналы с измерительного конденсатора 3 поступают в измерительный прибор с разъемов 8 и 9, а с корректирующего 15 — с разъемов 9 и 14

30 (фиг. 1), по значениям которых и тарировочным кривым с учетом масштабных факторов рассчитывается процентное содержание воздуха или других включений в жидкость: где Х вЂ” объемная часть воздуха, рассчитанная по занисимос65 ти (1), % |

1041921

Х вЂ” объемная часть воздуха, P рассчитанная для рабочей полости;

Р - статическое давление, из-, ст 2 меренное насадком 27

Р - статическое давление в рабочей полости.

Преимуцеством предлагаемого технического решения является учет автоматического влияния температуры, изменения состава испытуемой жидкости в результате теплового воэдей6

„ствия на нее, загрязнения другими компонентами в процессе измерения.

Предлагаемый преобразователь позволяет сократить время обработки результатов экспериментаt, выявить изменение физико-химических свойств масел в системе смазки ГТД, повысить точность в измерении наличия воздуха в масле или топливе, а так10,же сократить время тарировки измерителя.

1041921

f08, plugs

А Я

Составитель A. Платова

Техред N.Кузьма ю 4в

Корректор В. Бутяга

Редактор A Маковская

Подписное

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

Заказ 118/44 Тираж 873

ВНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам изобретений и открытий.

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