ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК Советский патент 1967 года по МПК G01N27/02 G01N27/22 

Известные устройства для измерения диэлектрической проницаемости содержат два коаксиально расположенных электрода, подключенных к измерительной схеме, и для введения поправки на температуру контролнруегой среды имеется термочувствительный эле; . Предлагаемое устройство позволяет автоматически вносить температурную поправку. В емкостном датчике коаксиального типа внутренний электрод выполнен подвижным, состоит из двух цилиндров, соединенных сильфоном, и заполнен корректируюш;ей жидкостью. Под действием температуры протекающей среды внутренний электрод изменяет свою длину и тем самым увеличивает или уменьшает электрическую емкость датчика, что, в свою очередь, автоматически компенсирует показания диэлькометра, вызванные изменениями диэлектрической проницаемости среды с изменением ее температуры. На чертеже изображен описываемый датчик. Он содержит два коаксиально расположенных цилиндра (электрода) / и 2, в кольцевом пространстве которых протекает контролируемая среда. котором температурный коэффициент линейного расширения внутреннего электрода а равен по абсолютной величине температурному коэффициенту диэлектрической проницаемости измеряемой среды (3. Нижняя часть внутреннего электрода неподвижно закрепл -на в изоляторе 4, а верхняя свободно перемещается в изоляторе 5. Через штырь 6 осуществляется контакт с внутренним электродом датчика. Наличие температурной автокомпенсацш подтверждается следующпм расчетом. Уравнение коаксиального конденсатора имеет вид: электрическая емкость конденсато.внутренний диаметр наружного электрода; наружный диаметр внутреннего электрода; длина электродов; диэлектрическая проницаемость Зависимость диэлектрической проницаемости измеряемой среды от температуры описывается уравнением:

где 8о - диэлектрическая проницаемость среды при номинальной температуре; (3 - температурный коэффициент диэлектрической проницаемости измеряемой среды;

Дг - разность температур. Зависимость длины центрального электрода от температуры описывается уравненпем:

L, Lo(l + aAO,(3)

где Lfl - длина центрального электрода при поминальной температуре;

а - температурный коэффициент линейного расширения центрального электрода.

Решая совместио уравнения 1, 2 и 3, получим:

c,(i- Ao-Lo(i +

(l+aA -3Af-a UO. (4)

Ввиду малости величиной а|ЗА/ можно пренебречь, тогда уравнение (4) примет вид:

0,24

.(«-)-. (5)

Q

Ig

Из уравнения (5) видно, что при равенстве абсолютных значений коэффициентов а и |3 обеспечивается температурная кбмпенсация показаний диэлько.ДГетрического датчика. Из уравнения Д1с /-с-|3-А/,

где ALg- изменение длины сильфона; LC - начальная длина сильфона; Р - температурныйкоэффициент

объемного расширения жидкости, заполняющей электрод;

А - разность температур. Таким образом, введение подвижного внутреннего электрода и выбор жидкости для его заполнения с соответствующим температурным коэффициентом позволят производить полную температурную автокомпенсацию диэлектрической проницаемости измеряемой среды.

Предмет изобретения

Диэлькометр.ический датчик для автоматического измерения концентрации растворов, состоящий из двух коаксиально расположенных электродов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, внутренний электрод выполнен в виде двух полых цилиндров, заполпенных корректирующей лшдкостью и соединенных сильфолом, причем один из цилиндров закреплен жестко, а второй установлен подвижно.