Датчик для определения состава жидкости

 

Союз Советскиx

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()972376 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05.81(2! ) 3282258/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.11 82 Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 07. 1 1. 82 (51)М. Кл.

401 М 27/22

Говудвротвеииый комитет

СССР ао лелем иэобретеиий и открытий (53) Уд К541. . 133 (088.8) (72) Автор изобретения

Л. А. Бида.„ 1Р

Институт ядерной энергетики АН Белорусской CCP (7I) Заявитель (54) ДАТЧИК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СОСТАВА ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к измеритель ной технике, преимущественно к оборудованию для определения состава растворов окиси азота в жидкой четырехокиси азота, и может быть использовано в тех областях народного хозяйства, где при5 меняют жидкую четырехокись азота или растворы окиси азота в четырехокиси азота, например в энергетических установках с нитрином как теплоносителем и рабочим телом.

Известен датчик для определения состава жидкости, например азотной кислоты в жидкой четырехокиси азота, состоящий из электрического конденсатора цилиндрической формы, помещенного в стек лянную ячейку с крышкой из фторопласта, через которую выведены клеммы подсоединения обкладок конденсатора (1) .

Недостатком указанного датчика яв- 20 ляется то, что заполнение его полости осуществляют свободным заливом через воронку жидкой четырехокиси азота. При этом происходит контакт жидкости с ок2 ружающей средой и за счет большой гигроскопичности четырехокиси азота в исследуемой жидкости образуется неконтролируемое дополнительное количество азотной кислоты, что ухудшает точность определения состава среды. Кроме того, с помощью такого датчика невозможно определить одновременно количество азотной кислоты и растворенной окиси азота в жидкой четырехокиси азота, поскольку конструктивно это не предусмотрено.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик для определения состава жидкости, содержащий емкость для жидкости, являющуюся наружной обкладкой цилиндрического конденсатора и образованную цилиндрической стенкой, закрытой в нижней части герметично вставленным в нее дном, размещенную в этой емкости внутреннюю цилиндрическую обкладку конденсатора, штуцер для .подвода газа в емкость и подсоединенные к обкладкам конденсатора элект376

3 972 рические выводы для подключения его к измерителю емкости (2 ) .

Основным недостатком известного датчика является,то, что при барботировании жидкости газом последний подводится только во внутреннюю полость внутренней обкладки конденсатора. B то же время жидкость между обкладками конденсатора (диэлектрическую проницаемость измеряют именно этой части жидкости) остается необработанной подводимым газом, так как зазоры между обкладками конденсатора относительно небольшие

0,7-0,8 мм. Эффект обработки жидкости газом в этих зазорах получается только лишь за счет диффузионных процессов обработанной и необработанной газом частей жидкости в датчике. Это снижает точность измерений концентраций окиси азота и азотной кислоты в жидкости, увеличивает время проведения анализа за счет длительного барботирования раствора (около 30 мин), а также увеличивает унос жидкости барботируемым газом. К недостаткам известного датчика следует отнести также то, что за счет, например, коррозии обкладок конденсатора или эа счет отложений на их поверхностях различных примесей происходит изменение нулевой емкости (емкости пустого датчика), что требует частой его повторной калибровки. Эта операция достаточно трудоемкий, сложный и продолжительный процесс.

Цель изобретения — повышение точности определения состава жидкости, сокращение времени проведения анализа и упрощение работы с датчиком.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике, содержащем емкость для жидкости, являющуюся наружной обкладкой цилиндрического конденсатора и образованную цилиндрической стенкой, закрытой в нижней части герметично вставленным в нее дном, размещенную в этой емкости внутреннюю цилиндрическую обкладку конденсатора, штуцер для подвода газа в емкость и подсоединенные к обкладкам конденсатора электрические выводы для подключения его к измерителю емкости, на боковой поверхности дна выполнена кольцевая проточка, соединенная со штуцером для подвода газа и с емкостью для жидкости через выполненные в дне каналы часть которых выполнена в виде проточек на боковой поверхности дна, а остальные - в виде наклонных каналов, выходные отверстия которых лежат в пределах окружности с диаметром, меньшим диаметра внутренней обкладки конденсатора, причем суммарное проходное сечение всех каналов меньше сечения кольцевой проточки.

На фиг. 1 представлен датчик для определения состава жидкости; на фиг. 2характер расположения выходных отверс1I0 тий каналов в дне датчика для барботажа жидкости кислородом и продувки зазора между обкладками конденсатора (между корпусом и внутренним цилиндром датчика), 15 Датчик состоит иэ корпуса, выполненного в виде емкости, выполняющей роль наружной обкладки цилиндрического конденсатора и образованной цилиндрической стенкой 1. Снизу в стенку 1 вставлено

2о дно 2. В емкость помещена внутренняя цилиндрическая обкладка 3 конденсатора.

Датчик снабжен штуцером 4 для подвода газа в емкость. B емкости размещены карман 5 для термометра и винт 6 кор25 ректировки нуля. Емкость снабжена вентилем 7 для стравливания избыточного давления. На штуцере 4 установлен вентиль 8 и накидная гайка 9. Подсоединенные к обкладкам конденсатора электровы5п воды для подключения конденсатора к измерителю емкости образуют контактную вилку 10. На боковой поверхности дна 2 выполнена кольцевая проточка ll, соединенная со штуцером 4 и с емкостью че35 реэ выполненные в дне каналы в виде проточек 12 на боковой поверхности дна и в виде наклонных каналов 13 выходные отверстия которых лежат в пределах окружности сдиаметром,,меньшим диаметра внутренней обкладки 3 конденсатора.

Суммарное проходное сечение всех каналов меньше сечения кольцевой проточки 11.

Датчик работает следующим образом.

Перед заполнением датчика исследуемой жидкостью проверяют его нулевую элект45 рическую емкость. Если она отличается от первоначальной (например, увеличи лась), то перемещением винта 6 добиваются исходной величины. После корректировки датчик через вентиль 8, кольцевую проточку ll, каналы 12 и 13 заполняют исследуемой жидкостью. Если это четырехокись азота без растворенной в ней окиси азота, определение количества азотной кислоты в ней делают обычным

55 методом, измеряя диэлектрическую постоянную жидкости. В случае, если в датчик помещен раствор окиси азота в четырехокиси азота, то для определения

972376 6

Формула изобретения

5 концентрации окиси азота в растворе сначала определяют диэлектрическую по« стоянную раствора, после чего через вентиль 8, по кольцевой канавке 11 подают кислород к отверстиям 12 и 13 (на фиг. 1 направление потока газа показано стрелками). При этом вентиль 7 слегка открывают для стравливания избыл ка давления в датчике.

Кислород, проходя через отверстия tO

12 и 13, барботирует через жидкость в зазоре между стенкой 1 и цилиндрической обкладкой 3, а также внутри ее.

Этим достигается полное окисление оки-. си азота как внутри обкладки 3, так и в зазоре между стенкой 1 и обкладкой

3 конденсатора. При этом наклон оси каналов 12 увеличивает продолжительность контакта кислорода с жидкостью в зазоре, а также способствует более интенсивному ее перемешиванию с основной массой жидкости в датчике. После окисления окиси азота кислородом определение и вычисление концентраций окиси азота и азотной кислоты в жидкости д выполняют обычным известным методом.

Использование изобретения дает возможность повысить качество анализа, упростить процесс анализа, сократить время, расход кислорода и теплоносителя при определении его состава. Снижается также трудоемкость обслуживания датчика, так как сокращается количество повторных его калибровок, что улучшает

35 технико«экономические показатели технологических процессов в промышленности или энергетических установок в целом.

Датчик для определения состава жидкости, содержащий емкость для жидкости, являющуюся наружной обкладкой цилиндрического конденсатора и образованную цилиндрической стенкой, закрытой в нижней части герметично вставленным s нее дном, размещенную в этой емкости внутреннюю цилиндрическую обкладку конденсатора, штуцер для подвода газа в емкость и подсоединенные к обкладкам конденсатора электрические выводы для подключения его к измерителю емкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения состава жидкости, сокращения времени проведения анализа и упрощения работы с датчиком, на боковой поверхности дна стенки выполнена кольцевая проточка, соединенная со штуцером для подвода газа и с емкостью для жидкости через каналы в дне, часть которых выполнена в виде проточек на боковой поверхности дна, а остальные - в виде наклонных каналов, выходные отверстия которых лежат в пределах окружности с диаметром, меньшим диаметра внутренней обкладки конденсатора, причем суммарное проходное сечение всех каналов меньше сечения кольцевой проточки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Научно-исследовательский отчет

М 551. Минск, ИЭЯ АН БССР, 1975, с. 50.

2. Теплоноситель Нитрин-Т. Технические условия ТУ 6-02-2-568-79. 1979, с. 11, 37-40 (прототип).

972376

Составитель Ю. Коршунов

Редактор В. Петраш Техред Л.Лекарь Корректор М. Коста

Заказ 8506/34 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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