Индукционный датчик зарядов статического электричества в дисперсных системах

 

1. ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК ЗА РЯДОВ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА В ДИСПЕРСНЬК СИСТЕМАХ, содержащий блок регистрации и чувствительный элемент, установленный в пыленепроницаемом корпусе и вьшолненный в виде ферритового стержня и намотанных на нем осн-овных первичной и вторичной катушек, последняя из ко2 3 торых присоединена проводом к блоку регистрации, отличающийс я тем, что, с целью повьшения точности определения пространственного расположения зарядов, чувствительный элемент снабжен дополнительными первичной и вторичной катушками намагничивания, намотанными на упомянутом стержне,и выключателем, при этом первичная дополнительная катушка намотана на стержне в том же направлении, что и основная первичная катушка, вторичная дополнительная катушка намотана встречно основной вторичной катушке и присоединена к упомянутому проводу через выключа тель .. 2. Датчик ПОП.1, отличающийся тем, что расстояние между парами основных и дополнительных катушек в три и более раз превьвпает расстояние между основными катушками . Од ю со 00 иг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.SU„„1132373 А

aug Н 05 Р 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я

Фии

9юее

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3579704/24-21 (22) 12.04.83 (46) 30.12.84. Вюл. К- 48 (72) С.К.Гиль и Е.Н.Долгов (71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (53) 621.319.74(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 538505, кл. Н 05 F 3/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3425348/18-21, кл. Н 05 Р 1/00, 1982 (прототип) . (54)(57) 1. ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК ЗА РЯДОВ СТАТИЧЕСКОГО ЗЛЕКТРИЧЕСТВА В

ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ, содержащий блок регистрации и чувствительный элемент, установленный в пыленепроницаемом корпусе и выполненный в виде ферритового стержня и намотанных на нем основных первичной и вторичной катушек, последняя иэ которых присоединена проводом к блоку регистрации, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения пространственного расположения зарядов, чувствительный элемент снабжен дополнительными первичной и вторичной катушками намагничивания, намотанными на упомянутом стержне,и выключателем, при этом первичная дополнительная катушка намотана на стержне в том же направлении, что и основная первичная катушка, вторичная дополнительная катушка намотана встречно основной вто ричной катушке и присоединена к упомянутому проводу через выключа- g тель.

2. Датчик по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что расстояние между парами основных и дополнительных катушек в три и более раз превышает расстояние между основными катушками.

1132373 Х

Изобретение относится к технике контроля и борьбы с опасным уровнем

Ф электризации дисперсных систем и может быть использовано в промьппленности, связанной с производством 5 и обработкой порошковых материалов— в химической, металлургической, медицинской, пищевой и других, Известны датчики потенциала элек" трического поля наэлектризованных I0 материалов электромеханического типа C13 .

Такие датчики не могут обеспечить надежное измерение потенциала в дисперсных средах вследствие элек- !5 тризации датчика, возникающей из-за контакта частиц материала с поверхностью зонда-датчика.

Наиболее близким к предложенному является индукционный датчик заря- 20 дов статического электричества в дисперсных системах, содержащий блок регистрации и чувствительный элемент, установленный в пыпенепроницаемом корпусе, и выполненный в виде 25 ферритового стержня и намотанных на нем основных первичной и вторичной катушек, причем последняя присоединена проводом к блоку регистрации(23.

Этот датчик обладает существен- 50 ным недостатком — невысокой точностью определения расположения зарядов в исследуемой системе.

Цель изобретения — повышение точ- 35 кости определения пространственного расположения зарядов.

Цель достигается тем, что в индукционном датчике зарядов статического электричества в дисперсных сис- 40 темах, содержащем блок регистрации и чувствительный элемент, установленный в пыпенепроницаемом корпусе и выполненный в виде ферритового стержня и намотанных на,нем основных 45 первичной и вторичной катушек, последняя из которых присоединена проводом к бл ку регистрации, чувствительный элемент снабжен дополнительными первичной и вторичной катушками 50 намагничивания, намотанными на упомянутом стержне, и выключателем, при этом первичная дополнительная катушка намотана на стержне в том же направлении, что и основная первичная 55 катушка, а вторичная дополнительная катушка намотана встречно основной вторичной катушке и присоединена к упомянутому проводу через выключатель.

Кроме того, расстояние между парами основных и дополнительных катушек в три и более раз превышает расстояние между основными катушками.

На фиг.1 представлена конструктивная схема устройства, на фиг.2 схема соединения катушек чувствительного элемента.

Датчик состоит из ферритового стержня 1, на котором размещены основные первичная 2 и вторичная 3 катушки. На нем же размещены на некотором расстоянии от основных дополнительные первичная 4 и вторичная

5 катушки намагничивания., Стержень установлен на диэлектрическом держателе б, который, в. свою очередь, размещен в диэлектрическом пыленепроницаемом корпусе 7. Вторичные обмотки соединены с соответствующими первичными (фиг.2) и с заэкранированным проводом 8, причем дополнительная катушка подключается к проводу через выключатель 9.

Датчик работает следующим образом.

При внесении датчика в контролируемый объект и наличии уровня электризации дисперсных систем, достаточной величины для создания электромагнитного излучения искровыми разрядами с наэлектризованных материалов в первичных катушках 2 и 4 (фиг.2) датчика наводятся электродвн жущие силы. При этом индуцируемые . электромагнитным излучением электродвижущие силы во вторичных катушках

3 и 5 во много раз меньше, так как количество витков вторичньж катушек выбрано много меньшим количества витков первичных катушек. В случае замкнутой цепи вторичных катушек 3 и 5 выключателя 9 вследствие электромагнитной связи между катушками, осуществляемой посредством ферритового стержня 1, во вторичных катушках возникает результирующий импульс тока выходного сигнала с двух катушечных групп, а при наличии разомкнутой цепи — только с первой катушечной группы из катушек 2 н 3.

При расположении оси стержня 1 по направлению наибольшего ослабления плотности электромагнитного излучения наэлектризованных материалов (радиальному направлению) с замкну11323 П тыми контактами выключателя 9 выходной сигнал с датчика наибольший. А в случае расположения оси стержня перпендикулярно радиальному направлению излучения выходной сигнал с датчика отсутствует. Таким образом по ориентации оси стержня 1 в выбранной точке рабочего объема аппарата на максимальную величину сигнала определяется радиальное направление ближней 10 зоны излучения искровых разрядов наэлектризованных дисперсных потоков. В данном положении датчика размыкаются контакты выключателя 9 и производится определение среднего значения сигнала с датчика. Затем датчик с разомкнутыми контактами механического переключателя перемещается по радиальному направлению излучения в сторону, противоположную 2р зоне искрообразования на фиксированное расстояние, при котором значения выходного сигнала в новой и предыдущей точках контроля существенно отличаются друг от друга.В но- д вой точке контроля определяется среднее значение сигнала и записывается расстояние между двумя точками расположения датчика.

По результатам измерения средних значений сигналов с датчика в двух точках контролируемого объекта, отстоящих друг от друга на фиксированном расстоянии по направлению наибольшего ослабления плотности элек35 тромагнитного излучения, с учетом градуировочных характеристик устроиства контроля оценивается энергетическая способность искрообразующих зон аппаратов с дисперсными систе- 40 мами. В этом случае чувствительность системы контроля повышается за счет исключения эффекта уменьшения полезного сигнала во вторичных катушках датчика посредством использования только одной катушечной группы, что осуществляется коммутирующим переключателем. В количественном отношении чувствительность устройства контроля зависит от расстояния датчика до источника излучения и может при этом возрасти более, чем в два раза.

Для точного определения направления излучения необходимо обеспечить 55 наибольшее изменение уровня полезного сигнала с датчика, что достигается выбором расстояния между катушечными группами не менее трех осевых размеров каждой из групп. Такие меры при изменении углового положения оси ферритового стержня к направd лению излучения от О до 90 позволяют получить относительное изменение выходного сигнала на уровне не менее ЗОХ.

Использование предлагаемого датчика существенно упрощает процедуру контроля уровня электризации дисперсных систем, так как для определения направления излучения в выбранной зоне измерения необходимо только ориентировать датчик на максимальную величину выходного сигнала, что не вызывает особых затруднений у обслуживающего персонала.

При этом, как показали испытания, в пределах изменения ориентации датчика по отношению к направлению излучения для углового диапазона от 15 до 90 обеспечивается точность измерения 95Х, а также снижается продолжительность всего контроля. Конструкция предлагаемого датчика, состоящая из общего ферритового стержйя с расположенными на нем двумя катушечными группами, обеспечивает более"острую" диаграмму направленности приема сигналов в ближней зоне электромагнитного излучения наэлектризованных материалов. Для сравнения проводились исследования рабочих характеристик предлагаемого датчика с катушечными группами, отстоящими друг от друга на расстоянии 0,08 м, и известных датчиков, размещенных соосно с таким же расстоянием между первичными катушками.

Для случая соосного расположения известных датчиков наблюдается сильное экранирование дальнего по отно.шению к источнику излучения датчика более ближним. Максимальное экранирование происходит в угловом диапазоне 0-30 ориентации оси стержня по отношению к радиальному направлению излучения искровой зоны наэлектризованных материалов, что. заметно ухудшает диаграмму направленности датчика такого типа. Общий ферритовый стержень предлагаемого датчика усиливает электромагнитную связь между катушечными группами, тем самым при тех же угловых диапазонах .зло 1 расположения оси стержня (0-30 ) наблюдаются более высокие ЭДС во

1132373

Составитель Б.Ким

Техред Й. Кастелевич

Корректор О.Луговая

Редактор Т.Колб

Заказ 9807/45 Тираж 782 Подписное

ВНИИПИ Государственного «омитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вторичных катушках, а следовательно, и лучшая избирательность по направлению.

Отмеченные обстоятельства позволяют значительно повысить точность определения, пространственного распо" ложения источников излучения, т.е. зон расположения зарядов, по сравнению со случаем использования извест5 ных датчиков.