Датчик локальной объемной концентрации дисперсной фазы в дисперсионной жидкой среде Советский патент 1992 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в медицинской, микробиологической отраслях промышленности, в (нефте)химиче- ском машиностроении, в гидрометаллургии, в экологических системах.

Известно аналогичное устройство, включающее кондуктометрическую ячейку, состоящую из двух электродов, погружаемых в измеряемую среду и подключенных к фиксирующей электрической схеме.

Однако известное устройство не может обеспечить достаточно высокую точность измерений в случае изменения электрофизических свойств измеряемой среды.

Наиболее близким к предлагаемому является датчик концентрации дисперсной фазы, включающий две кондуктометрические ячейки, образованные парами электродов, смонтированных на одном изолирующем основании, при этом ширина электродов и расстояние между ячейками выполнены произвольно.

Известный датчик имеет низкую точность измерений при непостоянной удельной электрической проводимости среды, а также ввиду нахождения кондуктометриче- ских ячеек в разных гидродинамических условиях, которые не учитываются конструкцией датчика.

XI ю со vj

СП

ю

Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение границ использования датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике локальной объемной концентрации дисперсной фазы в дисперсионной жидкой среде, включающем две кондукто- метрические ячейки, образованные парами электродов на одном изолирующем основании, геометрические размеры каждой пары электродов по ширине выбраны из условия

K(

Maz/fe)- 1 K(VI ) 2l Кэ(а1/11)

где Кэ - эллиптический интеграл первого рода;

И - расстояние между серединами электродов одной ячейки, определяемое выбранной величиной локального объема измеряемой среды;

12 - расстояние между серединами электродов другой ячейки, определяемое размерами включений дисперсной фазы;

ai и 32 - ширина электродов ячеек.

На чертеже показан датчик, общий вид.

Датчик включает изолирующее основание 1, выполненное в виде стержня из твердого диэлектрика, и имеющее две кон- дуктометрические ячейки, образованные двумя парами электродов 2 и 3, подключенных к электрической измерительной схеме (не показана). Электроды 2 имеют меньшую ширину, чем электроды 3. Расстояния между серединами электродов 2 и 3 в каждой их паре, а также геометрические размеры каждой пары электродов 2 и 3 выбраны из условия:

Кэ(У-| -аШ

a|rr ы&Т&Г

Кэ() 2 Кэ(а1/11)

где Кэ - эллиптический интеграл первого рода;

И - расстояние между серединами электродов одной ячейки, определяемое выбранной величиной локального объема измеряемой среды;.. 2 расстояние между серединами электродов другой ячейки, определяемое размерами включений дисперсной фазы;

31 и 32 - ширина электродов ячеек. Датчик работает следующим образом. Для измерения локальной объемной концентрации дисперсной фазы в дисперсионной жидкой среде электроды 2 и 3 датчика полностью погружают в эту среду и производят измерение комплексных сопротивлений обеих кондуктометрических ячеек. По результату измерения определяют

искомую величину концентрации дисперсной фазы в жидкости, например, посредством отображения полученного результата на отградуированной соответствующим образом шкале прибора.

Изменения величины удельной электрической проводимости измеряемой жидкости не могут повлиять на результат измерения благодаря найденному соотношению геометрических размеров электродов.

Формул а изобретения

Датчик локальной объемной концентрации дисперсной фазы в дисперсионной жидкой среде, включающий две кондукто- метрические ячейки, образованные парами

электродов на одном изолирующем основании, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения границ использования датчика, геометрические размеры каждой пары электродов

по ширине выбраны из условия

MVl -ag/lg) Ца/Й

Wi ) K3(ai/ii)

где Кэ - эллиптический интеграл первого рода;

It-расстояние между серединами электродов одной ячейки, определяемое вы- бранной величиной локального объема измеряемой среды;

2 - расстояние между серединами электродов другой ячейки, определяемое размерами включений дисперсной фазы;

ai и 32 - ширина электродов ячеек.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может применяться в различных процессах промышленности, где требуется измерение локальной объемной концентрации газовой или твердой среды в двухфазных средах жидкость - газ или жидкость - твердое. Датчик Включает две кондук- тометрические ячейки, расположенные на одном изолирующем основании. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение границ использования датчика - обеспечивается уменьшением влияния электрофизических свойств среды на результаты измерений за счет выполнения ширины каждой пары электродов ячеек с учетом приведенной математической зависимости, При измерении обе ячейки погружаются в измеряемую среду. 1 ил. СО с