Патент ссср 248839
ОПИСАНИЕ
ИЗОЬРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
248839
Сова Ссоетокит
Социалиотическив
РеоптСлив
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 04.Ill.1968 (№ 1223310/24-7) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 18.VII.1969. Бюллетень № 24
Дата опубликования описания 21.1.1970
Кл. 21е, 14/02
21е, 18
МПК G 01г
G 01r
УДК 621.317.786 (088.8) Коввитет оо лолатв изобретений и сткрытиА ори Совете Министров
СССР
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА
ЭЛ ЕКТРИ Ч ЕСТВА
Известные устройства для измерения количества электричества, содержащие ртутный капиллярный;счетчик, шунт, трансформатор напряжения и .вибропреобразователь, не обеспечивают высокой чувствительности и имеют ограниченные, пределы измерения.
Для повышения чувствительности устройства и расширения пределов измерения как в цепях переменного, так и,постоянного тока, в качестве счетчика использован калиллярный тройниковый счетчик.:с развитой, по сравнению с .катод ной, анодной поверхностью, а трансформатор напряжения имеет вторичную обмотку со средней точкой, к которой через вентиль и балластное сопротивление подключен один капилляр-анод тройникового счетчика, а два других капилляра-катода — к концам вторичной обм отки трансформатор а.
Для обеспечения виброустойчивости тройниковый капиллярный счетчик может быть выполнен в виде двух капиллярных блоков, причем .капилляры одного блока,,соединенные параллельно, .служат анодом, а катодом являются два капилляра другого блока.
На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.
От источника U, с частото" f> ток нагрузки 1, течет через нагрузку Z и сопротивление шунта R, напряжение U> с которого подается .на первичную обмотку W< трансформатора
1 или,непосредсввенно, когда частота f )0 и ключ 2 замкнут, или через реле т, когда частота f — — 0 и ключ 2 разомкнут. Для измерений в,целях постоянного тока трансформатор 1 имеет две одинаковые обмотки W>, соединенные согласно и подключенные к шунту
R через .реле 3. На .вторичной стороне трансформатор .имеет две одинаковые обмотки Wq, 10 соединенные согласно. К общей точке обмоток через вентиль В и балластное сопротивление подключены капилляры 4 — 7 тройникового счетчика 8, а капилляры 9 и 10 этого же счетчика подключены к концам обмоток W . Капилляры 9 и 10 счетчика подключены через разделительную емкость к источнику считывания Uy, с частотой f 1 кгпв,;превосходящей в десять и более раз частоту f>. Обмотки Wq выполняют функцию разделительной индуктив20 ности, Тройниковый счетчик 8 состоит из двух капиллярных блоков 8-1 и 8-2, разделенных полостью 11, заполненной электролитом. В капиллярных блоках 8-1 и 8-2 имеется N одинаковых капилляров, заполненных с,наружного конца столбиками ртути, а с внутреннего конца, выходящего .в полость 11, — электролитом.
Капилляры 4 — 7 блока 8-1 подключены параллельно к катоду вентиля и образуют анод тройникового счетчика 8, у которого, поверхность
30 границы ртуть — электролит равна NS где
Зо
N — число параллельно включенных капилляров, S„— сечение полости капилляра, Из капилляров 4 — 7 ртуть переносится током Ip в капилляры 9 и 10,:при этом столбики электролита в капиллярах 9 и 10 уменьшаются, в .результате чего уменьшается длина п ромежутка считывания (lg+ l>p). От источника считывания
Ur, ток считывания I течет через,промежуток считывания (lg+l1p). Сопротивление inpoмежутка считывания R, измеряется .с помощью вольтметра 12 или методом амперметра и вольтметра, либо при Uf, =const вычисляется по напряжению У на калиброванном
U1 Ul сопротивлении Rr, Rr = = R 1, на1 Vr пряжение U на .промежутке считывания (4+11б) измеряется вольтметром 12 на частоте f2. Отметим, что на .промежутке считывания (12+11б) действует напряжение 2 Ug с частотой+. Вольтметр измеряет .напряжение U1 в положении а ключа 18 и напряжение U, в положении б ключа 18. Поверхность границы ртуть — электролит на .катоде счетчика равна 25„то есть меньше поверхности границы ртуть — электролит ла аноде счетчика в — раз, Увеличение поверхности границы
Ф
2 ртуть — электролит на а наде,счетчика уменьшает зависимость сопротивления R „капиллярного счетчика от величины тока постоянного направления Ip и уменьшает величину балластного сопротивления R<, а также увеличивает чувствительность S устройства.
Пусть Q1 и Я. — количество электричества в цепи, нагрузки Z и в цепях счетчика 8; n»â€” коэффициент тра|нсформации трансформатоW2 ра 1, n21 = —.
W1
q,=йл -=)",,",, ", =
1 с11()&. Для f1 О
11,11 (Rp Rê,),) О
IIz=liRm Qa= "" jpIi()d
1 11 (Аб + Rê)
1121 R 1 Q2 1121 ш
11 (R6 —, R2) ЛР1 1,11 (б + R )
ЛК1
Чувствительность счетчика S =
М1
Ток 1б,переносит с а|иода на катод счетчика 8 м ассу ртути
Л т = — ) о I,() dÜ = . Л Q„
nF nF где Mp — молекулярный lace ртути, и —,валентность раз|ряжающихся ионов, F — число Фарадея.
Перенос Лт массы ртути вызывает измене ние длины Л1 и,сопротивления ARI промежутка считывания (lg+l1p):
Л1 = =; ЛЯ,=г,Ы—
ЬК Ат 1- Лт
S, 1($к S„ d S2
4 где Ы вЂ” плот1ность ртути, p, — удельное сопрот1ивление электролита,при температуре t.
Р1 0 Лу1, S Pr А40 Q2, !
Sd nF S„nF Ла
ЬР2 П21 Rm
Л01 1 11 (б + Rê)
Чувствительность S счетчика 8
Я 21 11ш р МО â€” Q 121 Rut
11 6 + Rê S„1,11 dnf S„(RP + 11к) где С=
Мо
1,11апР
Таким образом S n» (коэффициент транс11 2 формации —, 5 — — ($„— сечение полоW1 $ сти капилляра, нормальное оси счетчика 8);
S S — R; S — pt (удельному 6+ к сопротивлению электролита) . Чувс пвительность предлагаемого устройства может быть увеличена за счет увеличения коэффициента 2 трансформации n2) = —, за счет уменьшения
Ж1 величины балластного сопротивления Rpq уменьшения сечения, полости капилляра S„ благодаря параллелыному подключению капилляров 4 — 7. Отметим, что после заполнения ртутью капилляров 9 и 10 вместо них используют1ся,ка1пилляры 14 и 15, а после samoaнения ртутью всех капилляров блока 8-2 вместо них могут быть использованы капилляры блока 8-1, которые становятся катодом очетчика 8.
Предмет изобретения
1. Устройспво для измерения количества электричества, содержащее ртутный капиллярный счетчик, шунт, трансформатор нап ряжения и вибропреобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности устройства и расширения, пределов измерения как в цепях переменного, так и в цепях постоянного тока,,в качестве счетчика использован капиллярный тройниковый счетчик с развитой, по сравнению с катодной, анодной поверхностью, а трансформатор напряжения имеет вторичную обмотку со средней точкой, к которой через вентиль и балластное,сопротивление подключен оди н ка|пилляр-анод тройникового счетчика, а два других,ка пилляракатода — к концам вторичной обмотки трансформатора.
2. Устрой ство по,п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения виброустойчивости, тройниковый капиллярный счетчик выполнен в виде двух .капиллярных,блоков, причем капилляры одного блока, соединенные параллельно, служат анодом, а катодом являются два капилляра другого блока.
248839
Составитель И. Днепровская
Редактор Il. А. Вербова Техред 3. Н. Тараненко Корректоры: В. Петрова и М. Коробова
Заказ 3716 12 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва Ж 35, Раушская наб., д. 4, 5
Типография, пр. Сапунова, 2
