Устройство для измерения плотности диэлектрических жидкостей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистичесник

Республик

<и1987466 (61) Дополнительное к авт. свид-вуР М К з (22) Заявлено 14. 01. 81 (21) 3257280/18-.25 с присоединением заявки ЙоG 01 N 9/24

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 0701.83. Бюллетень Hо1 Щ УДК 532. 137 (088. 8) Дата опубликования описания 07.01.83

A. С. Ефимов, A. IO. Кроха и В. Н. Фомичув

j

/ 5

/ с.

Московское производственное объедине е к@аиой.:, промышленности (72) Авторы изобретения г г г г

6 г г

3 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к приборам для измерения плотности жидких сред.

Известен плотномер взрывоопасных диэлектрических. жидкостей, у которых плотность является однозначной функцией диэлектрической постоянной.

В сосуд с жидкостью через герметизированное отверстие в крышке вводится йоаксиальный волновод. В нижней части волновода установлен закорачивающий дискоотрая(атель, электрически соединенный с обоими электродами волновода. На диске образуется узел колебаний. На волноводе снаружи установлен детектор с зондом, введен- ным вйутрь волновода на таком расстоянии, чтобы он попадал в узел колебаний при одном из крайних значений диапазона, измеряемой плотности жидкостей. Детектор непосредственно соединен с показывающим прибором 1,1).

Известен плотномер, в котором СВЧколебания направляются с генератора через циркулятор в датчик, представляющий собой цилиндрический резонатор вокруг отрезка трубопровода с контролируемой жидкостью P2).

Недостатками плотномеров является сложность конструкции и невозмогжность использования в автономных условиях.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является резонансный датчик плотности жидких и сыпучих сред, содержащий чувствительный элемент, индуктивность, высокочастотный генератор и регистрирующий прибор f3).

Недостатком его является низкая точность измерений плотности жидкостей.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Указанная цель достигается,тем, что в устройстве для измерения плотности диэлектрических жидкостей, содержащем чувствительный элемент, ВЧ-генератор и регистрирующий прибор, 2О чувствительный элемент выполнен в виде электропроводного стержня, электрически соединенного как четвертьволновый отрезок длинной линии с

ВЧ-генератором и симметрично расположенной относительно стержня электропроводной трубкой, соединенной с землей ВЧ-генератора как полуволновый отрезок длинной линии, а снаружи электропроводной трубки через изолятор расположена внешняя электропроводная трубка, электрически соединен987466 ная с корпусом, заполненным контролируемой средой, причем расстояние между торцом стержня и внутренней электропронодной трубкой соответствует четвертьволноному отрезку длинной линии, а на торцах внешней трубки установлены электрические экраны.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит корпус 1 с контролируемой средой, в котором 10 расположен чувствительный элемент, содержащий ВЧ-генератор 2, смонтированный н электропронодной трубке 3, соединенной с землей ВЧ-генератора как полуволновый отрезок длинной 15 линии. По оси симметрии трубки 3 смонтирован электропронодный стержень 4, электрически соединенный как четвертьволновый отрезок длинной линии с ВЧ-генератором. По внеш- 20 ней поверхности трубки 3 через изолятор 5 установлена электропроводная трубка 6, на торцах которой установлены электрические экраны 7 с отверстиями для ввода и вывода контролируемой среды.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Электропронодный стержень включается в колебательный контур ВЧ-гене- 30 ратора, причем частота электромагнитных колебаний генератора выбирается из условия соответствия длины электропроводного стержня 1/4 их длины волны. Таким образом, в полости между электропронодной трубкой 3 и стержнем 4 образуется электромагнитное поле, параметры которого имеют максимальное значение на противоположном торце экрана 7 от места подключения стЕржня к ВЧ-генератору. В отрезке полученной длинной линии (электропронодный стержень) происходят колебания длиной н четверть волны. При . этом входное сопротивление, являющееся функцией координат и имеющие 45 реактивный характер, н сечении, кратном четверти длины волны, имеет значение 0 или оо, что определяет резонансный характер работы измерителя.

Распространение электромагнитных 50 колебаний по длине трубки 3, при выполнении условия подключения последней к земле ВЧ-генератора как полуволнового отрезка длинной линии, осуществляется идентично (по гармоиичес- 55 кому закону) распространению в полости между стержнем 4 и трубкой 3. Только в этом случае незначительные изменения электрофизических свойств контролируемой среды определяют изменения резонансных свойств измерителя (ныходного сигнала генератора ВЧ) на

50-60% выше, чем идентичные изменения н полости между стержнем 4 и трубкой 3. Этот эффект обуславливает- ся тем, что в качестве проводника ВЧколебаний используется контролируемая среда, электрофизические свойства которой измеряются. Выбор длины полости между разомкнутым торцом электропроводного стержня 4 и торцом трубки 3 соответствующего 1/4 длины, волны обусловлен минимизацией рассеяния электромагнитной энергии на конце чувствительного элемента, и, следовательно, минимизацией нлияния на выходные параметры измерителя внешних факторов, т.е. наличия электромагнитных помех, каких-либо конструкционных звеньев.

Формула изобретения устройство для измерения плотности диэлектрических жидкостей, содержащее корпус, внутри которого расположен чунствительный элемент, высокочастотный генератор и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, чувствительный элемент выполнен в виде электропронодного стержня, электрически соединенного как четвертьволновый отрезок длинной линии с высокочастотным генератором и симметрично расположенной относительно стержня трубкой из электропроводного материала, соединенной с землей высокочастотного генератора как полунолновый отрезок длинной линии, а снаружи трубки из электропроводного материала расположена дополнительная идентичная трубка электрически соединенная с корпусом, заполненным контролируемой средой, причем расстояние между торцом стержня и внутренней трубкой соответствует четвертьнолновому отрезку длинной линии, а на торцах ннешней трубки установпены электрические экраны.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Патент США, кл. 324/585 В (G 01, ч, 27/04), Р 3626284, 1971.

2. Патент CtrIA, кл. 324-585 С (G 01, ч. 27/04), 9 3688188, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

У 483350, кл. G 01 N 9/24, 1979 (прототип).

987466 ю Составитель В. Крутин

Редактор О. Бугир Техред Т.Маточка. Корректор М. лароши

Закаэ 10283/29 Тираж871 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Уигород, ул. Проектная, 4