Датчик диэлькометрического влагомера

 

Союз Соеетских

Социалистических

Республик (11)894526

К АВТОРСКОМУ СВИ ИПЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 060280 (21) 2878921/18-25 с присоединением заявки Hо(51)М. Кл

G N 27/22

Государственный квинтет

СССР по делам изобретеннй и открытнй (23) Г3риоритетОпубликовано 30.1281.бюллетень Н9 48

Дата опубликования описания 30.12.81 (53) УДК 620. 171.33 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.Ф. Кугаевский и A Á. Лукашенок

I (I

Рижский краснознаменный институт инженеров авиации им. Ленинского комсомола

А19 й» (71) Заявитель гражданской (54 ) ДАТЧИК ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО ВЛАГОМЕРА

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для определения концентраций растворов диэлектрических жидкостей и может быть использовано во влагомерах систем контроля степени обводненности авиационных топлив °

Известен датчик принцип работы которого основан на использовании зависимости диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости от количества содержащейся в ней воды, имеющий коаксиальную систему рабочих электродов (1).

Из-за конструктивных особенностей этот датчик не обеспечивает достаточно высокую чувствительность и точность измерения малых влагосодержаний.

Наиболее близким к предлагаемому является датчик диэлькометрического влагомера контроля степени обводненностн авиационных топлив, который включает в себя цилиндрический емкостный датчик в цилиндрическом электропроводном корпусе и электростатический сепаратор, которые совмещены и выполнены в виде четырех параллельных симметрично расположенных полых цилиндрических электродов, образующих две перекрещивающихся емкости, подключенных попарно-проти5 воположно к разным зажимам источника высокого напряжения, и на выходекоаксиальную систему из двух электродов в виде полых цилиндров (2).

Основными недостатками этого датчика являются большая погрешность за счет инерционности измерительного процесса ввиду практической невозможности мгновенного взаимодействия электрического поля с каплями, так как процесс электростатического сепарирования носит периодический характер, чередуясь с паузами протекания через датчик контро2О лируемого потока авиатоплива в исходном состоянии, а также необходимость принятия по названной причине специальных мер для электрической развязки цепей импульсного

25 источника высокого напряжения и измерительной схемы, что приводит к усложнению в целом диэлькометрического влагомера, влечет к дополни тельным погрешностям и к снижению надежности его работы.

894526

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерения микровлагосодержаний.

Поставленная цель достигается тем, что датчик диэлькометрического влагомера, содержащий на входе электростатический сепаратор, состоящий из четырех параллельных симметрично расположенных электродов, подключенных попарно-противоположно к разным зажимам источника высокого напряжения, и на выходе — коаксиальную систему из двух электродов в виде полых цилиндров, а также цилиндрический электропронодный корпус снабжен двумя измерительными каналами, один из которых — эталонный, образован 15 корпусом и внешним электродом коаксиальной системы, а другой — обводненный и образован электродами коаксиальной системы, причем электроды электростатического сепаратора 20 выполнены в виде сплошных цилиндров.

На фиг. 1 изображено предложенное устройство, общий вид; на фиг. 2 разрез A-А на фиг. 1.

Датчик диэлькометрического влаго- 25 мера содержит цилиндрический электропронодный корпус 1, внутри которого размещены следующие элементы: на входе — четыре параллельных, симметрично расположенных аналогичных сплошных цилиндрических электрода

2-5, образующих электростатический сепаратор, и на выходе — коаксиальную систему из двух электродов 6 и

7 в виде полых цилиндров емкостного измерительного преобразователя.

Крепление электродов 2-5 и их электрическая изоляция друг от друга, а также от корпуса, осуществляется посредством втулки 8 из диэлектрического материала (например, фтора- 40 пласта, диэлектрическая проницаемость которого близка к диэлектрической проницаемости авиационного топлива) . Для выполнения подобных функций у электродов 6 и 7 служит втулка 45

9 из такого же материала, имеющая, к тому же, н своем поперечном сечении проходные окна, как посередине, так и между корпусом 1 и электродами 6 и 7. Через радиальные каналы во втулке 8 электроды 2-5 подключаются клеммами 10-13 к источнику высокого напряжения, причем противоположно расположенные электроды соединяются с одним из полюсов (зажимов) этого источника. Через радиальные проточки во втулке 9 корпус 1 и электроды

6 и 7 клеммами 14-16 включаются в измерительную схему влагомера, н частности, н колебательный контур его высокочастотного генератора. 60

Кольцевые промежутки между корпусом

1 и электродом 6, а также электродами 6 и 7, образуют два измерительных канала, соответственно, эталонный с электрической рабочей емкостью С 6 и обводненный с электрической рабочей емкостью С67 . Поверхности корпуса и электродов, контактирующие в процессе работы с топливом, имеют гидрофобное покрытие (например, из фторопласта) для исключения образования на них водяных пленок. Все внутренние элементы датчика спрофилированы должным образом, исходя из условия обеспечения ламинарности проходного потока и снижения тем самым его гидродинамического сопротивления.

Корпус датчика заземлен (клемма 14) и имеет боковые фланцы для монтажа непосредственно в заправочную топливную магистраль.

Работа датчика осуществляется следующим образом.

Контролируемый поток авиационного топлина пропускается под напором через датчик снизу вверх.

Так как электроды 2-5 подключены попарно-противоположно к одинаковым зажимам источника высокого напряжения, во входной части датчика, где они расположены„ т.е. в электростатическом сепараторе, создается электрическое поле, обладающее высоким градиентом напряженности, максимальное значение которой имеет место в зазорах между соседними противоположно заряженными электродами. В таком поле капли содержащейся во нзвеаенном состоянии в авиационном топливе эмульсионной воды, обладающие значительными дипольными моментами, испытывают действие электрических сил, пропорциональных градиенту напряженности электрического поля и направленных в сторону возрастания поля.

Под действием этих сил происходит миграция капель воды из центра и пристеночной части корпуса датчика к областям минимальных зазоров между соседними электродами. Тем. самым осуществляется разделение контролируемого потока аниационного топлива на дна тракта — обезноженный, состоящий из двух частей, одна из которых является рабочей и проходит через эталонный измерительный канал, а другая является нерабочей и следует через внутреннюю полость электрода 7, и содержащйй ноду н сконцентрированном виде, протекающий через обводненный измерительный канал.

При этом, периодически находя и сопоставляя диэлектрические проницаемости сред в обводненном и эталонном измерительных каналах, определяющих значения электрических рабочих емкостей С(6 и С6 7, которые оцениваются измерительной схемой диэлькометрического нлагомера путем преобразования их в соответствующие изменения частоты его высокочастотного генератора, измеряется степень обводненности авиационного ! топлива, на значения которой влаго894526

Формула и з обретения

ВИ ИИП1

Тираж мер соответствующим образом предва- рительно тарируется.

Выбранная конструкция электростатического сепаратора, электроды которого выполнены в виде сплошных цилиндров, отличается. высокой эффективностью выделения присутствующей воды, при этом, поскольку в обводненном канале концентрируется вся содержащаяся в потоке авиационного топлива вода, степень которой, учитывая большое соотношение между общим объемом датчика и объемом обводненного измерительного пространства, достаточно высока, чувствительность и точность измерения малых влагосодержаний существенно повышается.

Датчик диэлькометрического влаго- 2О мера, содержащий на входе электростатический сепаратор, состоящий из четырех параллельных симметрично расположенных электродов, подключенных

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород,ул.Проектная,4 попарно-противоположно к разным зажимам источника высокого напряжения, и на выходе — коаксиальную систему из двух электродов в виде полых цилиндров, а также цилиндрический электропроводный корпус, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, оН снабжен двумя измерительными каналами, один из которыхэталонный, образован корпусом и внешним электродом коаксиальной системы, а другой — обводненный и образован электродами коаксиальной системы, причем электроды электростатического сепаратора выполнены в виде сплошных цилиндров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Заринский В.А., Ерамаков В.И .

Высокочастотный химический анализ.

И., Наука, 1970, с. 72-85.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ð 2602580, кл. G 01 N 27/22, 11.04.78 (прототип)