Датчик диэлькометрического влагомера

 

ДАТЧИК ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО ВЛАГОМЕРА, содержащий коаксиальную систему из трех электродов, выполненную в виде полого цилиндрического наружного электрода, являющегося одновременно корпусом,и двух аналогичных внутренних электродов, установленf ,ных на выходе датчика, на входе которого установлен электростатический сепаратор, электроды которого подключены к источнику постоянного высокого напряжения, причем наружный и ближайший к нему внутренний электроды образуют эталонный измерительный канал, а оба внутренних электрода обводненный измерительный канал, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, электроды электростатического .сепаратора выполнены в виде двух ленточных спиралей, продольные оси которых расположены диаметрально противоположно и симметрично относительно центг ральной оси датчика, при этом витки t спиралей размочены взаимно чередуясь,, а расстояния между обращенными друг к другу их поверхностями равны величине кольцевого зазора между внутре ними электродами. 3 1 00 со tfat.l

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3546956/18-25 .(22) 04.02.83 (46) 30 .08.84. Бюл. 9 32 (72) A.Ô.Êóãàåâñêèé н A.Á.Ëóêàøåíîê (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской .авиации им. Ленинского комсомола (53) 551.508.7(088.8) (56) 1. Усиков С.В. Электрометрия жидкостей, Л., Химия, 1974, с. 12 3-136 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 894526, кл. G 01 N 27/22, 1980 (прототип) . (54) (57) ДАТЧИК ДИЭЛЬКОИЕТРИЧБСКОГО

ВЛАГОМЕРА, содержащий коакснальную систему из трех электродов, выполненную в виде полого цилиндрического наружного электрода, являющегося одновременно корпусом,и двух аналогичных внутренних электродов, установлен„.SU,, 1111089 А ных на выходе датчика, на входе кохорого установлен электростатический сепаратор, электроды которого подключены к источнику постоянного высо. кого напряжения, причем наружный и ближайший к нему внутренний электроды образуют эталонный измерительный канал, а оба внутренних электродаобводненный измерительный канал, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, электроды электростатического .сепаратора выполнены s виде двух ленточных спиралей, продольные оси которых расположены диаметрально противоположно н симметрично относительно цент-. ральной оси датчика, при этом витки спиралей размещены взаимно чередуясь, а расстояния между обращенными друг к другу их поверхностями. равны величине кольцевого зазора между внутрен ними электродами.

1111О 89 мическое сопротивление датчика, а это снижает оперативность работы централизованных систем заправки воздушных судов.

Цель изобретения - повышение точности измерений микровлагосодержаний в авиационных топливах.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике диэлькометрического влагомера, содержащем коаксиальную систему из трех электродов, выполненную в виде полого наружного электрода, являющегося однонременно корпусом, и двух аналогичных внутренних электродов, установленных на выходе датчика, на входе которого установлен электростатический сепаратор, электроды которого подключены к источнику постоянного высокого напряжения, причем наружный и ближайший к нему внутренний электроды образуют эталонный измерительный канал, а оба внутренних электрода — обводненный измерительный канал, электроды электростатического сепаратора выполнены в виде двух ленточных спиралей, продольные оси которых расположены диаметрально противоположно и симметрично относительно центральной оси датчика, при этом витки спиралей размещены взаимно чередуясь, а расстоя-:, ния между обращенными друг к другу их поверхностями равны величине кольцевого зазора между внутренними электродами.

На фиг. 1 .представлена конструкция датчика диэлькометрического вла.4фомера, принципиальный нид; на фиг.

2 вЂ,4 - сечения A-A, Б-Б и В-В соответственно.

Датчик диэлькометрического влаго- мера содержит коаксиальную измерительную систему из трех электродов в виде полых цилиндров, а именно наружного электрода 1, являющегося одновременно корпусом, и двух внутренних электродов 2 и 3, установленных на выходе датчика, встроенный на входе датчика электростатический сепаратор, состоящий из двух электродов 4 и 5, и втулки 6 и 7 для крепления соответствующих электродов 2-5.

Электроды 2, 1 и 3 соединены попарно с входами 8 и 9, например, высо- кочастотной мостовой измерительной схемы, причем наружный (1). и внешний внутренний (2) электроды образуют обезноженный (эталонный) измерительный канал, а оба внутренних электрода (2 и 3) образуют обводненный измерительный канал (названные каналы расположены между указанными электродами) . Электроды 4 и 5 подключены к разным зажимам источника постоянного высокого напряжения и выполнены н виде ленточных спиралей, в частности трехвитконых, продольные оси которых расположены диаметрально

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения микровлагосодержаний в диэлектрических жидкостях и может быть использовано, в частности, в диэлькометрических .влагомерах систем конт- 5 роля степени обнодненности авиацион ных топлин, Известен датчик диэлькометрических влагомеров, принцип работы которого основывается на использовании завися" 10 мости диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости от содержания в ней эмульсионной воды. Этот датчик представляет собой емкостный измерИтельный преобразователь, как 35 правило, в виде коаксиальной измерительной систе>ы электродов, через которые прокачивается исследуемая жидкость. Датчик включается в высокочастотные мостовые или генератор- р0 ные измерительные схемы, образуя их активные элементы С13.

Недостаток известного, датчика заключается в низкой точности измере- ний, обуслонленной конструктивным не- 25 совершенством, в том числе используемых электростатических сепараторов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик диэлькометрического влагомера, содер.жащий коаксиальную систему из трех электродов, выполненную н виде полого цилиндрического наружного электрода, явля>ощегося одновременно корпусом, и двух аналогичных внутренних электродон, установленных на выходе 35 датчика, на нходе которого установлен электростатический сепаратор, электрОды которого подключены к источнику постоянного высокого напряжения, причем наружный и ближайщий 40 к нему внутренний электроды образуют эталонный измерительный канал, а оба внутренних электрода — обводненный измерительный канал L23.

Данному датчику присуща недоста- 45 точная точность измерений микровлагосодержаний в исследуемой жидкости, что не удовлетворяет современные нужды контроля обнодненности авиационных топлив, нниду конструктивных особенностей используемого электростатического сепаратора, не обеспечивающего полную концентрацию в кольцевой зоне обводненного измерительного канала, собственно, и ее должное 55 формирование, как это предусмотрено методикой сравнительных измерений, содержащейся в контролируемом потоке жидкости воды. В результате известная ее часть не участвует в измерительном процессе, что негативно отражается на доверительности .получаемых результатов. Кроме того, имеющее ,место выполнение электродов электростатнческого сепаратора н виде сплошных цилиндров увеличивает гидродина-;65

1111О ОЭ

Таким образом, предлагаемый датчик . диэлькометрического влагомера обеспечивает высокую точность контрольных измерений степени микровлагосодержания в исследуемой диэлектрической жидкости. Это достигаетcя за счет повышения эффективности функционирования встроенного электростатического сепаратора, что позволяет оптимально использовать в измерительном процессе всю содержащуюся в контролируемом потоке диэлектрической жидкости эмульсионную воду и рационально, учитывая ее мизерность с точки зрения доверительности получаемых результатов. Содействующими этому факторами являются также разделение контролируемой жидкости на две сопоставляемые фракции в едином ее потоке, что не требует каких-либо дополнительных эталонон. объекта исследования, не нарушает его исходного физического состава и устраняет температурные погрешности ввиду известного дифференциального принципа действия измерительного моста, а также применение коаксиальной измерительной системы, совершенно сочетающейся с трубопроводными трактами. В этом плане важно формирование .обводненной фракции жидкости в виде спирального жгута, так

Как это позволяет при указанных конЧ структивных особенностях электростатического сепаратора рационально согласовывать его работу с кольцевым зазором между внутренними электродами и тем самым уменьшить его величину, способствуя повышению чувствительности измерений по причине обратно пропорциональной зависимости между значением емкости и расстоянием между электродами емкостного измерительного преобразователя. Кроме того, специфическое выполнение электродов встроенного электростатического сепаратора в виде двух ленточных спиралей позволяет максимально реализовать используемый электрогидродинамический эффект при меньших продольных габаритах датчика и снизить его гидродинамическое сопротивление, что увеличивает скорость прокачки через датчик контролируемой жидкости и тем самым, повышает оперативность

eio действия. противоположно и симметрично относительно центральной оси датчика, при этом витки спиралей размещены взаимно чередуясь, а расстояния между обращенными друг к другу их поверхнос тями в экстремальных положениях (от- 5 носительно центральной оси датчика) равны величине кольцевого зазора между внутренними электродами 2 и 3.

Втулки 6 и 7 выполнены из диэлектрического материала (например, из фто- 10 ропласта, имеющего диэлектрическую проницаемость, близкую по значению диэлектрической проницаемости авиатоплив) и укреплены посредством прессовой посадки в наружном электроде

1. Поверхности (активные) электродов

1-5, контактирующие с авиатопливом, имеют гидрофобное покрытие для исключения образования на них водяных пленок. Все внутренние зле ленты датчика профилированы должным образом в гидродинамическом отношении для устранения турбулентности в потоке авиатоплива. Монтаж датчика в трубопроводную топливную магистраль производится при помощи концевых фланцев на корпусе датчика с центрирующими отверстиями.

Работа датчика диэлькометричес, кого влагомера осуществляется следующим образом. 30

Поток контролируемой на микровлагосодержание диэлектрической жидкости пропускается (прокачивается) под давлением через датчик снизу вверх (фиг. 1) . При прохождении это- 35 ro потока через электростатический сепаратор под действием электроди; намических сил происходит миграция ка" пель эмульсионной воды, обладающих значительными дипольными моментами, 40 к его электродам 4 и 5 с разнозначными потенциалами. В результате в проходной полости датчика образуются две фракции контролируемой жидкости, а именно обводненная, т.е. включающая в сконцентрированном виде всю содержащуюся в ней влагу, которая имеет вид спирального жгута, формируемого относительно средней окружности перекрытия (в плане) фигурных электродов

4 и 5, обезвоженная, протекающая 50 через центральную часть датчика и его пристеночную зону. При своем движении на выходе из датчика эти две искусственно созданные жидкие фракции минуют соответственно обводнен- 55 ный измерительный канал между электродами 2 и 3 и обезвоженный измерительный канал между электродаьж 1 и 2.

С помощью коаксиальной и.:мерительной системы из пар электродов 2, 3 и gp:

1, 2 находятся значения диэлектрических проницаемостей сред обводненного и обезвоженного измерительных пространств, которые определяют величины емкостей, подключенных ко входам

8 и 9 высокочастотной мостовой измерительной схемы, которая автоматически производит их сравнение. В случае, если сигнал .разбаланса мостовой схемы превысит предварительно аттарированный допустимый уровень микро- влагосодержания в контролируемой жидкости, может быть подана световая,или звуковая сигнализация, в частности, в систему .централизованной заправки воздушных судов, а также прекращена их заправка.

1111089

6- у

Фие. g

Фиг. g

Составитель A.Ïëàòoâà

Редактор И.Келемеы ТехредТ.Дубинчак Корректор E Сирощ ац

«С

Заказ . б302/35 Тираж. 822........Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

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

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