Устройство для измерения постоянного тока,преимущественно тока утечки по электролиту внутри трубопровода Советский патент 1985 года по МПК G01R19/00 

Изобретение отнесутся к электроизмерительной технике и предназначен для использования при оценке тбка утечки по электролиту и тонким пленкам в трубопроводах, применяемых в химической целлюлозно-бумажной, гидроэлектрометаллургической и други отраслях промышленности, в частности в цехах электролиза водных растворов Целью изобретения является повьппе ние точности измерения за счет исклю чения из совокупности составных блоков измерительного устройства вычислительного узла, характеризующегося существенными погрешностями. На фиг. 1 представлена функционал ная схема предложенного устройства для измерения постоянного Tokaj на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема упрощенного варианта устройства; на фиг. 3.- модельная лабораторная установка, используемая в процессе оценки величины тока утечки по электролиту внутри трубопровода. Устройство содержит датчик 1 (фиг. 1) тока, регулятор 2 тока, усилитель 3, .датчик 4 падения напряжения, вспомогательный источник 5 постоянного напряжения регистрирующий прибор 6, пусковый тумблер 7. Позициям 8 и 9-на схеме обозначены токовые зажи мы (струбцины), позициями 10, :11 потенциальные зажимы,.позицией 12 трубопровод, позицией 13 - фланцевое соединение. Вход датчика А падения напряжения соединен с потенциальными зажимами 10 и 11 участка трубопровода 12.. в месте его фланцевого соеди нения 13, а выход - со входом усилителя 3. Выходная цепь вспомогательного источника 5 постоянного напряжения через датчик 1 тока подключена к токовым зажимам 8 и 9 контролируемого участка трубопровода 12, причем в нее включен регулятор 2 тока, управляющий вход которого соединен с выходом усилителя 3, Вход регистрирующего прибора:6 подключен к выходу датчика 1 тока. Вспоногательный источник 5 постоянного напряжения выполнен стабилизированным с направлен1 ем вспомогательного тока на контролируемом участке трубопрово да 12, обратным направлению измеряемого тока. . В упрощенном устройстве (фиг. 2) функции регулятора 2 тока вьшолняет 1 62 дифференциальный усилитель, а вспомогательный источник 5 постоянного напряжения вьтолнен со средним вьтодом. Помимо регистрирующего прибора (амперметра) 6 и потенциальных зажи-.мов 10 и 11, на схеме обозначены балансные резисторы 14 и 15, калибровочный резистор .16, вольтметр 17. Модельная лабораторная установка (фиг. 3) состоит из сообщающихся емкостей 18-20, заполненных электролитом 310 г/л NaCl, используемым для промьшшенного получения хлора и каустической соды, резиновых шлангов 21 и 22, заполненных электролитом, титаHofebix трубок 23-26, вставленных в разрывы щлангов 21 и 22, платиновых электродов 27-29, источника 30 питания, реохордов 31 и 32, ампермет.ров 33 и 34. Устройство, изображенное на фиг. 1, работает следующим образом. При протелсании тока утечки через электролит в трубопроводе 12 на зажимах 10 и 11 возникает разность потенциалов, которая воспринимается датчиком 4 падения напряжения и усиливается усилителем 3. Сигнал, с выхода усилителя 3 воздействует на регулятор 2 тока от вспомогательного источника 5 постоянного напряжения. С помощью данного Тока, подводящегося к зажимам 8 и 9 и направленного встречно измеряемому току утечки, осуществляется компенсация напряжения на зажимах 10 и 11. Величина компенсирующего тока воспринимается датчиком 1 и воспроизводится регистрирующим прибором 6. При использовании упрощенного варианта устройства, изображенного на фиг. 2, перед измерением тока утечки 1ут к зажимам 10 и 11 подключают резистор с сопротивлением около 1000м и балансируют дифференциальный усилитель, добиваясь нулевого показания вольтметра 17. В процессе протекания тока , 1-ут через электролит с сопротивлением R, на зажимах 10 и 11 возни9кает разность потенциалов Ug, обуславливающая разбаланс дифференциального усилителя. Напряжение разбаланса с выхода усилителя 3 подается на его инвертирующий вход. Условием устойчивого состояния дифференциального услителя является равенство напряжений на его входах. Это условие вьтолняется при полной компенсации падения напряжения ли на зажимах 10 и 11 напряжением U2 с выхода усилителя 3, которое измеряется вольтметром 17. При полной компенсации падения напряжения Л ток утечки 1„ должен быть полностью компенсирован выходным током I у усилителя 3, протекающим через резис тор 16 с сопротивлением R, встречно измеряемому току ут Таким образом в режиме полной компенсации зт 2 вых и, следовательно, показание ампермет ра 6, устойчивое в режиме компенсации,, характеризует искомую величину тока Г т Отсутствие в данном случае шунтированных сопротивлений в разрывах тр бопровода 12 исключает возможность возникновения на них падений напряже ния, что обеспечивает повьшенную точность измерения. Поскольку при практическом использовании предложейного устройства имеет место уравнение потенциалов участков трубопровода 12 в месте разрыва (т.е. замер осуществляется как бы при искусственном злектрическом соединении разрыва), картина распределения токов утечки в электрической цепи технологической линии не изменяется, что существенно повышает достоверность результатов измерения. При лабораторных испытаниях предложенного устройства на установке, изображенной на фиг. 3, величина тока утечки протекающего по шлангам 21 и 22, устанавливалась реохордами 31 и 32, а измерялась амперметрами 33 и 34. Токи утечки в процессе испытаний устройства выбирались в пределах 2-10 -3-10 А.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ТОКА УТЕЧКИ ПО ЭЛЕКТРОЛИТУ ВНУТРИ ТРУБОПРОВОДА, содержащее датчик паде-. кия напряжения, вход которого соединен с потенциальными зажимами участка трубопровода D месте его фланцевого соединения, а выход - с входом усилителя,, вспомогательный источник электроэнергии, выходная цепь которого через датчик тока подключена к токовым зажимам контролируемого участка .трубопровода, регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью пов.ншения точности, измерения, в него введен регулятор тока, а вспомогательный источник : электроэнергии выполнен в виде стабилизированного источника постоянного напряжения с направлением вспомогательного тока на контролируемом участке трубопровода, обратным направлению измеряемого тока, причем регулятор тока включен в выходную цепь источника постоянного напряжения, управляющий вход регулятора тока соединен с выходом усилителя, а вход регистрирующего прибора подключен к выходу датчика тока.

J/

фиг. 2

зг 30

ААлл.-JL-ml-;

.2В

r4V

:-D

20

22 25 26

(fJus.5