Емкостный датчик Советский патент 1993 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматических измерительных устройствах и лабораторно-производительных приборах при непрерывном измерении диэлектрической проницаемости порошковых (сыпучих) материалов. .

Цель изобретения - повышение точности измерения диэлектрической проницаемости порошковых материалов и устранение влияния внешних электрических полей.

На чертеже изображен емкостный датчик, включающий наружный усеченный конусный электрод 1 и внутренний, разделенный на три конусных электрода 2, 3 и 4, имеющих общую ось. Наружный электрод 1 выполнен в виде пустотелого усеченного конуса с отверстием у вершины. Центральная часть 3 внутреннего электрода изолирована от вершины 2 и основания конуса 4 диэлектрическими прокладками 5 и 6 в которых находятся каналы 7, направленные от вершины к основанию конуса и содержащие обратные клапаны (9). Такая конусная форма электродов облегчает внедрение датчика

в порошковые материалы на нужную глубину, а защитные электроды 2 и 4 служат для уменьшения влияния краевого эффекта. Потенциальным электродом измерительной ячейки является центральная часть 3, участки 2 и 4 выполняют роль охранных колец и .соединены с наружным заземлением. Вся эта конструкция укреплена на несущей трубчатой штанге 8, которая связана с побудителем расхода газа.

Датчик работает следующим образом.

При внедрении датчика в порошковые материалы и увеличении давления между наружным и внутренним 2, 3 и 4 электродами, часть газа из штанги 8 через клапаны 9 продувается, пока давление порошкового материала не уравновесится давлением газа. Тем самым устраняется дополнительное уплотнение порошковых материалов. Между скоростью продувания газа и величиной давления порошковых материалов в электродном промежутке датчика существует взаимообратная связь. При перемещении датчика, часть порошкового материала выталкивается газом из промежутка между

to

С

00

со ел ел о

VJ

10

15

нешним и внутренним электродами, при том частично устраняется его уплотнение. зменяя скорость продувания газа, мы тем амым облегчаем внедрение датчика на люую глубину. Ис/юльзуя сменные внешние конусы разных размеров можно тем самым изменять расстояние между электродами и измерять диэлектрическую проницаемость порошковых материалов различного гранулометрического (дисперсного) состава. Потенциальный 3 и заземленные 1,2 и 4 электроды с помощью коаксиального кабеля соединяются с измерителем емкости типа Е7-5А. Первоначально перед измерением диэлектрической проницаемости порошковых материалов производится градуировка датчика. Для этого датчик заполняется азотом (или инертным. газом), находящимся в штанге 8 при нормальных условиях, а затем измеряется емкость датчика С (всей 20 системы). После этого датчик заполняется жидкостью (бензолом), четы реххлористым углеродом) с известной диэлектрической проницаемостью Јб и фиксируется величина Сб. По известным величинам С, се и Се рас- 25 считывается емкость датчика. Таким образом осуществляется градуировка датчика. После проведения градуировки, датчик вно- сится в порошковый материал и регистрируется величина емкости Сх. Используя найденные значения С, Се, Сх по формуле (1) находится величина диэлектрической проницаемости порошкового материала:

30

Бх 1 +

( Сх - С ) ( ЕБ - 1 )

Се-С

(1)

10

15

20 2530

35

После измерения диэлектрической проницаемости порошковых (сыпучих) материалов их можно удалять без разборки датчика, используя воздушный поток. Путем замены внешнего конуса другого размера можно изменять расстояние между наружным и внутренним электродами. Это позволит измерить диэлектрическую проницаемость порошковых материалов различного гранулометрического размера (различной дисперсности).

Данное устройство можно использовать в качестве емкостного зрндового датчика, внедряя его на различные глубины в порошковые (сыпучие) материалы и регистрируя величину диэлектрической проницаемости.

Применение датчика позволит устранить уплотнение порошковых (материалов) и самым повысить точность измерения диэлектрической проницаемости.

Формула и з-о, б р е т е н и я

Емкостный датчик для измерения диэлектрической проницаемости;сыпучихмате- риалов, содержащий два установленных с зазором между собой и расположенных на .одной оси металлических конуса, являющихся электродами, внутренний из которых выполнен из секций, разделенных изолято- рами, отличающийся тем. что, с целью повышения достоверности измерений, в изоляторах выполнены каналы, нэ; давленные от вершин конуса к,основанию, конец каждого канала, выходящий в зазор между электродами, снабжен, обратным клапаном, а другой конец подсоединён к побудителю расхода воздуха..

z

Сжатый гаъ

Использование; контроль влажности сыпучих материалов. Сущность изобретения: коаксиальный конический датчик, внутренний электрод которого разделен на секции, разделенные изоляторами, в которых выполнены каналы, направленные от вершины конуса к основанию, причем каждый канал со стороны межэлектродного зазора снабжен обратным клапаном, а другим концом подсоединен к побудителю расхода, воздуха.1 ил.