Устройство для измерения давления веществ в трубопроводе Советский патент 1987 года по МПК G01L9/12 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления веществ в трубопроводе.

Известный емкостный преобразователь давления веществ, состоящий из мембраны, воспринимающей давление, являющейся подвижным электродом емкостного преобразоват.еля, выполненным заодно с экраном, и неподвижного электрода, образующего с мембраной электрическую емкость. Изменение давления вещества на мембрану приводит к ее перемещению и, следовательно-, к изменению емкости между неподвижным электродом и мембраной, по которому судят о давлении вещества.

Недостатком этого преобразователи является низкая точность из-за влияния температуры и действия окружающих преобразователь агрессивных сред которые при длительной эксплуатации вызывают коррозию поверхности электродов , изменяют расстояние между неподвижным электродом и мембраной и вызывают отклонение емкости преобразователя, что приводит к погрешности преобразования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для .измерения давления веществ в трубопроводе, содержащее рабочий и компенсационный электрические преобразователи деформации трубы, вьшолненные в виде тензодатчиков, наклеенных соответственно по окружности и образующей трубопровода и соединенных по мостовой схеме.

Это устройство имеет небольшую стабильность параметров по времени, а также большую погрешность при высоких температурах.

Целью изобре оения является повьш1е- ние точности измерения давления.

Поставленная цель достигается тем что рабочий преобразователь выполнен в виде конденсатора, образованного кольцеобразными, охватывающими .с зазором трубопровод и разнесенными в осевом направлении двумя рабочими электродами и общим экраном в виде полого цилиндра, причем рабочие электроды расположены на изоляторах внут- ри этого экрана, а компенсационный преобразователь выполнен в виде второго конденсатора, образованного одним из указанных рабочих электродов.

10

34050 . 2

установленным напротив нег-о на изоляторах внутри общего экрана компенсационным кольцеобразным электродом, общим экраном и дополнительньм экраном, коаксиально с зазором располо- .. женным между компенсационным электродом и трубопроводом.

На чертеже дано устройство, общий вид,

Устройство содержит экран 1, высо- копотен1щальный 2 и низкопотенциальный 3 электроды, образующие с трубой 4 в в поперечном сечении рабочий кон- 15 денсатор, изоляторы 5, высокопотенциальный электрод 6 компенсационного конденсатора с дополнительньм экраном 7. Измерительный и компенсационный конденсаторы включены в смежньш пле- 2Q чи трансформаторного моста.

Преобразователь работает следующим образом.

Изменение давления вещества в трубопроводе приводит к изменению внеш- 25 него радиуса трубопровода, которое приводит к изменению емкости рабочего конденсатора, фиксируемому измерительной схемой.

Если на поверхность трубы помес- 30 тить диэлектрическую пленку, то емкость С преобразователя

f

/2К . ё, Н El 35

X (1-1п2)+.

...,

(1)

g

0

5

,,Ып2

0

если же диэлектрическую пленку поместить на потенциальный электрод, то

1+2 1f9)

н ё.н где b - толщина пленки;

Е, - диэлектрическая проницаемость пленки;

начальная емкость перекрестного конденсатора;

Н - расстояние между потенциальными или экранными электродами перекрестного конденсатора;

L - среднегармоническая длина конденсатора.

При коррозии на поверхностях экранных и потенциальных электродов преобразователя возникают диэлектрические пленки, которые в первом случае вызывают уменьшение емкости, а

во втором - увеличение. Суммарное изменение емкости преобразователя при этом имеет четвертый порядок малости

2Ь

((-) ), которьм можно пренебречь, Н

Поскольку начальная емкость С,, преобразователя пропорциональна диэлектрической пpo шцaeмocти Б окружающей среды и длина электродов L, для исключения погрешностей, связанных с изменением этих факторов, вводится компенсационный конденсатор с потенциальными электродами 3, 6 и экранами 1 и 7. При включении изме- рительного и компенсационного преобразователей в смежные плечи трансформаторного моста изменение диэлектрической проницаемости и температуры окружающей среды не влияет на точ- ность изменения при равенстве длины L обоих конденсаторов.

Редактор М.Циткина

Составитель А.Соколовский

Техред М.Ходанич Корректор А.Обручар

Заказ 3957/41 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Для исключения погрешности преобразователя, связанной с изменением температуры вещества в трубопроводе, трубу, экран и электроды устройства следует изготавливать из одного материала,

С целью уменьшения погрешностей, связанных с физико-механическими свойствами трубы, градуировку преобразователя следует производить в собранном виде.

Технико-экономическая эффективность изображения заключается в том, что устройство позволяет повысить точность преобразования давления за счет уменьшения влияния коррозии при длительной эксплуатации, а также за счет исключения влияния температуры и диэлектрической проницаемости ок- ружаклцей среды.