Емкостный датчик

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)974237

I

f г

1

// (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3a

3Ъоуларотеенный ко<нитет

СССР ао делан изооретеннй и открытий

Опубликовано 1 5 . 1 1 . 82 . Бюллетень 1

Дата опубликования описания 1 7 . 1 1 . 82 (53) УЙК 5!<3.812 (088.8) (72) Авторы изобретения

Р.С. Станкевич, Е.Н. Зализняк, С.Л, Ярошевский и A. И. Рябенко

Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического ский приборостроения и Донецкии научно-исследов институт черной металлургии (71) Заявители

" <)ЮЗЙ, (51!) ЕМКОСТНЫ11 ДАТЧИК

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров дисперсных материалов, например массовой концентрации аэрозолей, которые образуются при пневматическом транспорте сыпучих и порошкообразных материалов по трубопроводам.

Известны датчики контроля массовой концентрации аэрозолей, в которых то электроды укреплены с нарук<ной стороны диэлектрических втулок (1 1.

Однако известные датчики недоста" точно точны в измерении.

Наиболее близким к изобретению !

5 является датчик, содержащий потенциальные и нулевые эла<<троды, укрепленные на втулке из диэлектрического материала, размещенные в металлическом экране и образующие рабочий кон- о денсатор (2).

Исключение температурной погрешности достигается выбором материалов, Однако требование малых потерь и стабильности электрических свойств диэлектрика приводит к необходимости использования материалов с высоким температурным коэй< ициентом расширения (например, фторопласт ). При этом основная составляющая температурной погрешности связана с изменением размеров диэлектрической втулки.

Целью изобретения является повышение точности путем компенсации влияния изменения геометрических пара" метров диэлектрической втулки при изменении температуры датчика.

Цель достигается тем, что датчик снаб><ен компенсационным электродом, выполненным в виде пластины, установленной на крепящем кольце из материала втулки, расположенной поверх потенциальных и нулевых электродов датчика и размещенной таким образом, что между пластиной и одним из потенциальных электродов образуется конденсатор сравнения с диэлектриком из тетта крепящего кольца, который включа974237

40 ется в смежное с рабочим конденсатором плечо моста, причем отношение площадей компенсационного и потенциального электродов составляет не менее 0,0 1 при отношении толщины крепящего кольца к наружному диаметру втулки не более 2.

Датчик представляет собой диэлектрическую втулку 1, на которой укреплены потенциальные электроды 2 и нулевые 0 электроды 3. Потенциальные и нулевые электроды представляют собой цилинд" рическую поверхность, разделенную зазорами, пересекающими эту поверхность по винтовой линии. Нулевые элект-. 1 роды выведены под кольцевые ограничители краевого эффекта !>.

Электроды датчика крепятся на втулке с помощью крепящих колец 5 и 6, Эти кольца выполнены из того же мате-. рв риала, что и втулка. В одном из колец (6 ) выполнен паз 7 для установ" ки компенсационного электрода в виде пластины, ((омпенсационный электрод 8 расположен над одним из потенциаль- 2s ных электродов и образует с ним конденсатор сравнения. Диэлектриком этого конденсатора служит тело крепящего кольца б, Диэлектрик заполняет конденсатор сравнения на 1003.

Конденсатор сравнения и рабочий конденсатор, через который перемещается диспергированный материал, вклю"

35 чены так, что образуют смежные плечи моста. Соотношение их начальных емкостей определяет соотношение двух других плеч моста. При пустом трубо" проводе сигнал на выходе моста равен нулю.

Условием исключения температурной погрешности является синфазное изменение емкостей компенсационного и рабо чего конденсаторов при изменении тем45 пературы датчика.

Установлено, что при изменении температуры превалирующим Фактором, влияющим на точность измерения, является эффект изменения диаметра втулки. При нагреве датчика расширяющие усилия во фторопласте приводят к значительному уменьшению емкости рабочего конденсатора за счет увеличения зазоров между электродами, Расши- >> рение материала электродов не компенсирует полностью температурного изменения емкости рабочего конденсатора.

Одновременно происходит уменьшение емкости конденсатора сравнения из-за увеличения расстояния между электродом сравнения 0 и потенциаль-! ным электродом.

При уменьшении температуры проис;ходит одновременное увеличение емкостей рабочего конденсатора и конденсатора сравнения.

Отношение площадей компенсационного и потенциального электродов составляет. не менее 0,0 1 при отношении толцины крепящего кольца 6 к наружному @1ламетру втулки 1 не более 2 в зависимости от температурного коэффициента диэлектрической проницаемости втулки 1, Введение электрода сравнения, установленного в крепящем кольце из материала втулки, позволяет снизить поЪ грешность преобразования массовой концентрации аэрозоли в емкость при о изменении температуры датчика от 10 С до 6()ОС не менее, чем в ч раза. Это значительно расширяет возможности ис"

Пользования емкостных датчиков конт-, роля параметров измельченных материа лов, в частности массовой концентрации аэрозолей, при их перемещении по трубопроводам в условиях производ" ства.

Формула изобретения

Еикостный датчик, содержащий потенциальные и нулевые электроды, ук" репленные на втулке из диэлектричес" кого материала, размещенные в металлическом экране и образующие рабочий конденсатор, о т-л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем компенсации влияния изменения геометрических параметров диэлектрической втулки при изменении температуры датчика, он снабжен компенсационным электродом, выполненным

s виде пластины, установленной на кре,пящем кольце из материала втулки, расположенной поверх потенциальных и нулевых электродов датчика и размещенной таким образом, что пластина и один из потенциальных электродов образуют конденсатор сравнения, причем отношение площадей компенсационного и потенциального электродов составляет не менее 0,01 при отношен

5 9 толщины крепящего кольца к наружному диаметру втулки не более 2, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

74237

1. Авторское

< 498544, кл. Г

2 Авторское 523340, кл. 0

S (прототип).

6 свидетельство СССР

01 И 27/22, 1973. свидетельство СССР

О1 И 27/22, 1974

Составитель А. Платова Редактор Г..Гербер Техред Е.Харитончик Корректор Н. Буряк

Заказ 8о85/60 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва W-35 Раушская наб. д. 4/5

«ЛА Л» »»»»»»»?» р- филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4