Датчик диэлькометрического влагомера Советский патент 1985 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для измерений микровлагосодержания в диэлектрических жидкостях и м жет быть использовано, в частности, в диэлькометрическом влагомере сист мы контроля наличия эмульсионной во ды в авиационном топливе. Цель изобретения - повьпиение точности измерений микровлагосодерж НИИ в диэлектрических жидкостях, например в авиатопливах. На фиг. 1 изображен конструктивный вид датчика диэлькометрического влагомера, продольный разрез; на фиг. 2 и 3 - сечения А-А и Б-Б на фиг. 1. Датчик диэлькометрического влаго мера содержит цилиндрический электропроводный корпус 1, на входе электростатический сепаратор, состо щий из двух электродов: первого 2 и второго 3, подключенных к разнополярным зйжимам источника высокого постоянного напряжения, а на выходе - коаксиальную измерительную сис тему из двух электродов: внешнего 4 и внутреннего 5, которые вьтолнены в виде полых цилиндров. Корпус 1 и внешний электрод 4 краксиальной системы образуют эта лонный (обезвоженный) измерительный канал, а оба электрода, т.е. внешний 4 и внутрен ний 5 этой системы, образуют обводненный измерительный канал, т.е. ка нал, имеющий в сконцентрированном виде всю влагу в контролируемом потоке жидкости. Названные каналы расположены между указанными элемен ами и ,их зажимы соединены попарно (1-4; 4-5) с входами измерительной схемы, нап1)имер моста переменного тока. I Первьй электрод 2 электростатического сепаратора вьтолнен в виде боковой поверхности конуса и размещен внутри первого электрода 2, причем оба этих электрода расположены соосно относительно корпуса- 1 Большее основание усеченного конуса первого электрода 2 обращено к вход датчика и диаметр его равняется внутреннему диаметру цилиндрическог корпуса 1, а диаметр меньшего основ ния этого усеченного конуса равняется внутреннему диаметру внешнего электрода 4 коаксиальной измеритель ной системы. Вершина конуса второго электр эда 3 обращена к входу датчика, а диаметр основания р.авняется внешнему диаметру внутреннего электрода 5. Электроды 2 и 3 электростатического сепаратора выполнены сеточными, т.-в. в виде металлической сетки, и их края у оснований закреплены в соответствуюпщх кольцевых бандажах 6, 7 и 8. Бандаж 6 установлен в кольцевой втулке 9 заподлицо с внутренней боковой поверхностью корпуса 1, а электроды 4, 5 и бандажи 7 и 8 установлены концентрично в профилированной втулке 10, которая посредством прессовой посадки укреплена внутри корпуса 1. Втулки 9 и 10 вьтолнены из диэлектрического материала (например, из фторопласта, имеющего такую же, диэлектрическую проницаемость, как и авиатопливо) . Поверхности элементов внутри датчика, контактирующие с авиатопливом, имеют гидрофобное покрытие для исключения образования на них водяных пленок и профилированы должным образом в гидродинамическом отношении для устранения турбулентности в потоке авиатоплива. Монтаж датчика в трубопроводную топливную магистраль производится посредством концевых фланцев на корпусе 1 датчика с центрируюпщми отверстиями. Датчик диэлькометрического влагомера работает следующим образом. Поток диэлькометрической. жидкости,, в которой измеряется микровлагосодержание, прокачивается через датчик снизу (вход) вверх (выход) согласно фиг. 1. При протекании этого потока через электростатический сепаратор под действием электродинамических сил происходит миграция капель эмульсионной воды к электродам 2 и 3 с разнозначными электрическими потенциалами. В результате в проходной полости датчика образуются две фракции жидкости, а именно обводнённая, т.е. содержащая всю воду, имеющуюся в ней, в сконцентрированном виде, которая формируется к концу протекания в полый цилиндр, и эталонная, т.е. обезвоженная, которая проходит сквозь сеточные электроды, 2 и 3 через пристеночную зону корпуса 1 и его центральную часть внутри электрода 5. На выходе из датчика эти две искусственно созданные фракции жидкости минун)т соответственно. обводненнбш измерительный кан между электродами 4 и 5 и эталонны измерительный канал между корпусом и электродом 4. С помощью коаксиальной измерительной системы из пар электродов 5 и 1 - 4 находятся значения диэлектрических проницаемостей сред . обводненной и эталонной фрикций , контролируемой жидкости,которые определяют величины емкостей, вклю ченных в смежные плечи моста переменного тока, например соответству щего серийного измерительного прибора, с помощью которого производится сопоставление сравниваемых параметров. В случае, если сигнал разбаланса моста превысит предварительно установленный уровень, в частности оттарированный по показывающему устройству в единицах микровлагосодержания в контролируе.мой жидкости, может быть подана световая или звуковая сигнализация в cиcтeмy централизованной заправки летательных аппаратов или прекращена их заправка. Таким образом, датчик диэлькомет рического влагомера обеспечивает высокую точность измерений степени микровлагосодержаний в потоке контролируемой диэлектрической жидкости например авиатоплива. Это достигает ся прежде всего за счет повьпиения эффективности функционирования используемого электростатического сепа ратора, воздействующего абсолютно на все количество жидкости, поступающей на вход датчика, что способст вует вьщелению в обводненную фракцию

г.1 1944 всех капель содержащейся в ней эмульсионной воды и их полному активному участию в измерительном процессе, осуществляемом коаксиальной системой электродов на выходе датчика, т.е.разработанное сопряжение системы из двух электродов электростатического сепаратора при вьтолнении одного из них в виде боковой поверхности конуса, с учетом определенных конструктивных соотношений, наводит электростатическое поле с линейно возрастающей величиной напряженности. Это позволяет сформулировать устойчивую и геометрически идеальную кольцевую зону среды насьпценной водой, которая оптимально сочетается с коаксиальной измерительной системой. Выполнение электродов электРостатического сепаратора сеточными делает их ажурными и в то же время достаточно жесткими в виде закрепления концов в соответствующих бандажах, что рационально с точки.зрения уменьшения гидродинамического сопротивления датчика. Разделение контролируемой жидкости на две сопоставляемые фракции в едином потоке с последующей реализацией дифФеренциального принципа действия измерительного моста не требует каких-либо дополнительных эталонов исследуемой среды, не нарушает физиеского состояния контролируемой г идкости и устраняет возможные темературные погрешности измерений, то увеличивает доверительность олучаемых результатов. В целом онструкхдая хорошо сочетается с труопроводными трактами.

А

1. ДАТЧИК ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО ВЛАГОМЕРА, содержащий цилиндрический электропроводный корпус, на входе которого расположен электростатический сепаратор, состоящий из «двух электродоь, подключенных к разнополярным зажимам источника высокого постоянного напряжения, а на выходе - коаксиальную систему из двух электродов в виде полых цилиндровj причем между корпусом и внешним электродом системы образован эталонный измерительный канал, а между электродами системы - обводненный измерительйый канал, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, один из электродов сепаратора ввшолнен в виде полого усеченного конуса, внутри которого соосно с ним размещен второй электрод, выполненный в виде полого конуса, при этом большее осно вание усеченного конуса обращено к входу датчика, диаметр большего основания равен внутреннему диаметру корпуса,, а диаметр меньшего основания - внутреннему диаметру внешнего I электрода коаксиальной системы, вершина конуса второго электрода сепара(Л тора обращена к входу датчики, диас метр основания конуса равен анешнему диаметру внутреннего электрода коаксиальной системы. 2. Датчик ПОП.1, отличающий с я тем, что электроды электростатического cenapaTopia вьтопнены S1 сеточными и их края у оснований за ;о креплены в кольцевых бандажах. 4

Фиг.З