РАСХОДОМЕР ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СРЕД Советский патент 1973 года по МПК G01F1/64 

1

Изобретение относится к приборостроению, в частности к расходомерам диэлектрических сред, текущих в закрытых каналах, особенно жидкостей с низкой электропроводностью, например нефти, бензина, мазута, керосина, всевозможных химикалиев и т. п.

Известны расходомеры диэлектрических сред, содержащие две пары конденсаторных пластин, расположенных в потоке, и схему индикации.

Однако известные расходомеры не обеспечивают требуемой точности измерения диэлектрических сред, поскольку типичные времена релаксации жидких диэлектриков составляют 10-°-10- сек, что на много порядков меньше времени, необходимого для прохождения жидкости между конденсаторными пластинами, т. е. жидкость, выходя из зоны действия активных конденсаторов, практически мгновенно деполяризуется, и сигнал, обусловленный переносом зарядов, на приемных конденсаторах не появляется.

Для повыщения точности измерения в предлагаемом расходомере датчик расхода выполнен в виде двух взаимно перпендикулярных групп конденсаторов с последовательно расположенными в пространстве обкладками и ряда приемных катзшек, установленных коаксиально измерительному каналу с пространственной

периодичностью, равной половине длины ;волны электрического поля.

На чертеже представлена блок-схема расходомера. Оси координат расположены на нем так, что ось Z направлена по оси канала.

Вдоль измерительного участка канала 1 из непроводящего материала размещены обкладки двух групп конденсаторов. Первая группа (вертикальные конденсаторы) с обкладками 2, 3 создает электрическое поле, вектор которого направлен по оси Х-оъ, вторая (горизонтальные конденсаторы) с обкладками -,5 создает электрическое поле, вектор которого направлен по оси У-ов.

Напряжения частоты а с двухфазного генератора 6 подаются на двухфазный модулятор 7. Модулятор выдает напряжения на вертикальные конденсаторы (соединение показано кружками):

ЕХ „ cos Q cos (ot,

E,, EoCOs(Qt-{- - :oswi,(1)

V2 /

где f.v,, ЕД-,, - мгновенные значения элек5трического поля в направлении оси Х-ов;

Ей - амплитудное значение электрического поля;

(О - круговая частота несущего поля;

Q - круговая частота

модуляции несущего поля гдет - половина длины пространственной волны электрического поля. Соответственно на горизонтальные пластины модулятор 7 выдает напряжение (соединение показано стрелками). fv, Еу, ЕО COS где fy,, Еу, - мгновенные значения электрического поля в направлении оси Х-оъ. При подаче на каждую последующую пару обкладок данной группы конденсаторов напряжения с разовым сдвигом по частоте модуляции на (или например, на - ) относительно предыдущей пары между обкладками возникают два электрических поля с бегущими пространственными огибающими ампли- 25 туды. При выполнении условия U) - - аш ш - aw : Р,(3) .п. где n 1,2,3.... токи YX и Yy сдвинуты по азе во времени и в а в плоскостях, перпенпространстве на - дикулярных оси канала, протекают в жидкости круговые токи поляризации. Изменяя частоту модуляции 2 так, чтобы выполнялось условие (3), определяют скорость среды со из следующего соотнощения:

(5)

ю - - И - , 5 10 15 20 35 40 где F - частота модуляции несущего поля. Коаксйально каналу с пространственной периодичностью т, чем достигается выполнение условия (4), установлен ряд многовитковых катушек 8. Указанные круговые токи поляризации наводят в катушках напряжения. Последовательным включением катушек эти напряжения складывают. Выходное напряжение с катущек поступает на усилитель 9с фазовым детектором, опорное напряжение на который подается от генератора 6. Таким образом, процесс измерений сведется к следующему. Частоту модуляции Q меняют до тех пор, пока на выходе усилителя 9 не будет получен максимум напряжения. В этот момент измеряют частотомером 10 частоту модуляции. Скорость среды определяют по соотношению (5). Частотомер может быть прокалиброван непосредственно в единицах расхода. Так как величина несущей частоты не входит в соотношение (5), ее подбором можно добиться достаточной чувствительности измерителя. Предмет изобретения Расходомер диэлектрических сред, содержащий измерительный канал, конденсаторный датчик расхода, схему индикации и регистратор-частотомер, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, датчик расхода выполнен :в виде двух взаимно перпендикулярных групп конденсаторов с последовательно расположенными в пространстве обкладками и ряда приемных катушек, установленных коаксиально измерительному каналу с пространственной периодичностью, равной половине длины волны электрического поля.