Емкостный первичный преобразователь Советский патент 1992 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности трудносыпучих мел- кодисперснь х материалов.

Известно устройство для измерения влажности материала в стационарных условиях, снабженное пробоприемной камерой с дном.уплотнительным штоком, с расположенными в его торцовой части электродами рассеянного поля и индикатором степени сжатия.

Недостатком устройства является неравномерность сжатия материала в пробоприемной камере, что приводит к снижению точности .измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является емкостный датчик, в котором с целью повышения точности измерения за счет снижения случайной составляющей погрешности от неравномерного распределения образца контролируемого материала в рабочей зоне, пробоприемная камера снабжена дополнительным дном, выполненным в виде отдельных секций, с возможностью перемещения одна относительно другой по

направлению прилагаемого усилия уплот- нительного штока посредством упругих элементов. В качестве упругого элемента использована пружина, одним концом присоединенная к дну камеры, а другим концом - к отдельной секции дополнительного дна. К недостаткам известного устройства следует отнести высокую точность, сложность и ненадежность конструкции. Сложность конструкции заключается в наличии большого числа механических деталей, требующих идеальной подгонки при сборке, и пружин. Конструкция сложна в изготовлении, не исключается возможность заклинивания трущихся деталей.

Во втором варианте конструкции данного устройства дополнительное дно выполнено из упругого материала, например резины, путем разрезания его прорезями по высоте на 80-90% от общей высоты. Данный вариант проще в изготовлении, однако труднее подобрать необходимую степень упругости материала. Более того, при работе неизбежно попадание материала в проXJ

к

00

XI о

00

рези, что требует последующей чистки устройства.

Таким образом, не обеспечивается создание равномерной объемной плотности материала в пробоприемной камере, потому что все упругие элементы оказывают одинаковое давление на столб материала, находящийся над каждым из них, только при одинаковой степени сжатия, в противном случае тот упругий элемент, который сжат в большей степени, будет создавать большее давление, и, наоборот, упругий элемент с меньшей степенью сжатия создаст меньшее давление в столбе материала, находящемся над ним.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение достоверности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что емкостный первичный преобразователь для трудносыпучих мелкодисперсных материалов, содержащий цилиндрический корпус с дополнительным упругим дном, уплотни- тельный шток с размещенными на контактирующей с материалом поверхности электродами, кроме того, содержит измеритель давления, а дополнительное упругое дно выполнено в виде оболочки, заполненной газом или жидкостью и соединенной с измерителем давления.

На чертеже изображен преобразователь, общий вид.

. Первичный преобразователь включает в себя емкостный преобразователь, электроды 1 которого встроены в торцовой части уплотнительнрго штока 2, цилиндрический корпус 3, в основании которого установлено дополнительное упругое дно 4 со встроенным штуцером 5, соединенным гибким шлангом 6 с измерителем 7 давления.

Преобразователь работает следующим образом.

Образец контролируемого материала 8 помещают в цилиндрический корпус 3, заполняя его не ниже чем на 3/4 объема. Затем с помощью исполнительного механизма (не показан) перемещают вниз уплот- нительный шток 2 до тех пор, пока не установится определенное давление, регистрируемое измерителем 7 давления, который соединен гибким шлангом б через штуцер 5

с дополнительным дном 4, воспринимающим давление в цилиндрическом корпусе 3. В процессе сжатия в цилиндрическом корпусе 3 под воздействием усилия, передаваемого через уплотнительный шток 2, происходит выравнивание плотности материала 8, при этом суммарный вектор элементарных давлений, создаваемых по нормалям к элементарным поверхностям

дополнительного упругого дна 4 при условии, что конечное давление, действующее на уплотнительный шток 2, одно и то же, будет иметь постоянную величину независимо от равномерности распределения объемкой плотности материала 8. Только в случае неравномерного распределения материала по плотности, например, ввиду наличия воздушных раковин дополнительное упругое дно 4 начнет деформироваться, в

результате чего суммарный вектор будет раскладываться на множество векторов, градиенты которых будут направлены в области наименьших давлений (раковин), расположенных над выпуклыми поверхностями

дополнительного упругого дна 4.

В простейшем случае для реализации предлагаемого емкостного первичного преобразователя дополнительное упругое дно может быть образовано нижней частью цилиндрического корпуса, отделенной от его рабочей полости с помощью упругой мембраны, также заполненной газом или жидкостью и соединенной с измерителем давления. Предлагаемое изобретение позволяет

повысить достоверность измерения за счет создания равномерной плотности материала заданной величины и упростить конструкцию устройства.

Формула изобретения

Емкостный первичный преобразователь для трудносыпучих мелкодисперсных материалов, содержащий цилиндрический корпус с дополнительным упругим дном, уплотнительный шток с размещенными на

контактирующей с материалом поверхности электродами, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения достоверности измерений, он содержит измеритель давления, а дополнительное

упругое дно выполнено в виде оболочки, заполненной газом или жидкостью и соединенной с измерителем давления.

Использование: для измерения влажности трудносыпучих материалов. Сущность изобретения: устройство содержит цилиндрический корпус с дополнительным упругим дном, выполненным в виде оболочки, заполненной газом или жидкостью и соединен ной с измерителем давления, а также уплотни- тельный шток с размещенными на нем электродами емкостного датчика. 1 ил.