Датчик газосодержания Советский патент 1990 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к энергетике и может использоваться для контроля систем топливопитания энергетических установок. Цель изобретения - повышение точности. Датчик газосодержания состоит из участка металлического трубопровода /УМТ/ 1 для размещения исследуемого материала. На боковой стенке УМТ 1 выполнены эл-ты связи 2 для подключения прямоугольного волновода 3 измерительного блока. Для герметизации конструкции часть волновода 3 заполнена диэлектриком 4. На концах УМТ 1 установлены две решетки из проводящих пластин 5 и 6 с заданной длиной и расстоянием между ними. При изменении газосодержания в жидкости, заполняющей объемный резонатор, образованный УМТ 1 и пластинами 5 и 6, меняется ее диэлектрическая проницаемость и, следовательно, резонансная частота колебания. По этой частоте судят о газосодержании в жидкости. 3 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для контроля систем топливопитания энергетических установок.

Цель изобретения - повыгаение точности.

На фиг.1 изображена схема датчика газосодержания; на фиг.2 (а,б) схемы измерительного преобразователя с датчиком газосодержания в цепи нагрузки автогенератора и измерения резонансной частоты датчика газосодержания; на фиг. 3 - графики зависимости резонансной частоты датчика газо- содержания от степени газосодержания в исследуемом материале (керосине).

Датчик газосодержания состоит из участка 1 металлического трубопровода для размещения исследуемого мате- риала, элементы 2 связи, выполненные в боковой стенке участка 1 металлического трубопровода для подключения измерительного блока. Элементы 2 могут быть выполнены в виде щелей в общей стенке участка 1 металлического трубопровода и прямоугольного волновода 3 измерительного блока.Для герметизации конструкции часть волновода 3 заполнена диэлектриком 4, проводящие пластины 5 и 6 рещеток, установленные на концах участка 1 металлического трубопровода, длина 1 проводящих пластин 5 и 6 и расстояние между ними h связаны соотношением

tgЈ

где

L V

Макс

2 , tg&

4Т

макс

- максимальные зна

чения диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь исследуемого материала, L - длина участка 1 металлического трубопровода, у - длина волны. Оси элементов 2 расположены в плоскости, проходящей через ось участка 1 металлического трубопровода перпендикулярно проводящим пласти нам 5 и 6.

Схема измерительного преобразователя (фиг,2а) включает в себя датчик 7, автогенератор 8, частотомер 9.

Схема измерения резонансной частоты датчика газосодержания включает в себя перестраиваемый генератор СВЧ 10, СВЧ-вентиль 11, делитель 12 мощности, измеритель 13 мощности.

5

0 5 0 5

0

50

55

Устройство (фиг„2б) работает следующим образом.

Генератор 10 возбуждает в датчике 7, представляющем собой объемный резонатор, образованный участком 1 металлического трубопровода и решетками, электромагнитные колебания,Через элемент 2 колебания с датчика 7 через делитель мощности подаются на измеритель 13 мощности и частотомер

10,находят резонансную частоту основного типа колебаний (НП1 ) по максимуму амплитуды поля в резонаторе. При измерении газосодержания в жидкости, заполняющей резонатор,меняется ее диэлектрическая проницаемость и, следовательно, резонансная частота колебания (н ш ). Точность измерения зависит от крутизны амплитудной характеристики резонатора, т.е. от его добротности. Высокая добротность резонатора достигается установкой на его торцах двух групп пластин 5 и 6, размеры которых определяются соотношением (1). Выбирая размеры пластин 5 и 6 из соотношения (l), мы превращаем эту совокупность пластин в совокупность запредельных волноводов, в которых электромагнитные волны затухают, а от торцов происходит отражение. В резонаторе возбуждаются колебания Нщ таким образом, что линии электрического поля пересекают диаметральную плоскость резонатора, проходящую через отверстия связи под прямым углом.

Устройство, схема которого приведена на на фиг.2а,работает следующим образом. Через элемент 2 СВЧ-автоге- нератор 8 возбуждает датчик 7,реактивное сопротивление которого влияет на частоту генерации, по ней судят о газосодержании в жидкости.

Формула изобретения

Датчик газосодержания, содержащий участок металлического трубопровода для размещения исследуемого материала, элементы связи,выполненные в боковой стенке участка металлического трубопровода для подключения измерительного блока, отличающийся тем, Что, с целью повышения точности, введены две решетки из проводящих пластин, параллельных оси участка металлического тру5 156627I

бопровода и установленные на его кон- цах, при этом длина проводящих пластин 1 и расстояние между ними h связаны соотношениемс

Т-5Е-)2 . 8 +

+ Ј е& JT

А -2 k

максi

где Ји„„А, tg 0 - максимальные знамакс

чения диэлектрической проницаемости и тангенса

угла потерь исследуемого материала;

L - длина участка металлического трубопровода; - длина волны,

а оси элементов связи расположены в плоскости, проходящей череэ ось участка металлического трубопровода перпендикулярно проводящим пластинам, при этом решетки и участок металлического трубопровода образуют резонатор.

Фиг.2

101520,0

Гаэосодермание (/о)

Put.3