Устройство для измерения плотности диэлектрических частиц в двухфазных потоках Советский патент 1974 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к области измерения плотности зернистых диэлектрических материалов в аппаратах с дисперсными системами.

Известно устройство для подсчета числа частиц в двухфазных потоках по числу импульсов, возни-, кающих на датчике - кольцевом электроде при прохождении через него частиц, содержащее три или более датчиков импульсов тока, схемы изцёрений счета импульсов и вторичный прибор.

Точность измерения обеспечивается дублированием каналов измерений и определением среднего значения всех отсчетов. Однако так как датчики известного устройства расположены в одной плоскости,нельзя точно определить ни общее количество частиц в месте расположения датчиков для потоков, имеющих различные направления движениячастиц, и, таким образо«, ни плотность материала в этих потоках.

С целью повышения точности измерений датчики установлены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.

На фиг. 1-2 приведена схема предлагаемого устройства.

Применяется датчик, выполненный в виде трех кольцевых электродов 1,2,3, расположенных в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Это позволяет учесть вое чаотицы, находящиеся в объеме, занимаемом датчиком, и имеющие любоенапревление движения.

Кольцевые изготовлены из фольги толщиной 0,15 мм и шириной 0,7 мм. На фольгу нанесена пленка изолирующего лака толщиной 0,1-0,2 мм и далее аквадаговое покрытие, служащее экраном. Экран исключает влияние на кольцевой электрод как внешних электрических полей так и контактной электризации. Экранировкой также исключается взаймы (шзе влияние зарядов, индуцированных

на кольцевых электродах в момент пролета частицы сквозь один из электродов. Экран определяет так называемую эффективную высоту электрода, численно равную отрезку траектории частицы, на котором она индуцирует заряд не кольце,Эффективная высота датчика определяет ширину импульса на экране осциллограша, ПО которой определяется скорость частицы. Значения скоростей 1 частиц позволяют перейти от регистрации количества частиц к расче-, ту плотности материала в потоке.

Измерительная часть устройства включает схему измерении счета импульсов и вторичный прибор. На ис. 2 приведена принципиальная схема одного из каналов схемы из.мерений счета импульсов. Кольцевой электрод подключен к затвору полевого транзистора 5 типа КП-102. Полевой транзистор 5 включен в плечо моста постоянного тока, состоящего из сопрот1;влбний 6,7,8 и питаемого от источника постоянного напряжения 9. В диагональ моста включено сопротивление 10. сигнале которого через усилитель II типа . У4-1 подается на приборэлектронный осциллограф 12 типа ЭО-7.

Перед измерением все мосты уравновешиваются БоздеМствисМ на сопро тивлеиие 8. При прохождении заряженной частицы сквозь кольцевой электрод 4 на последнем индуцируется заряд, воздействующий на ток в цепи исток-сток полевого транзистора. Баланс моста нарушается и на сопротивлении 10 возникает импульс напряжения, регистрируемый вторичным прибором 12.

Концентрация частиц MX , пролетающих через кольцевой электрод по направлению оси X, может быть вычислена по формуле:

« NX -

(I) Wrx-Sp

где NX - число импульсов на осциллограмме в единицу времени;

Wf-x - средняя скорость частиц

по направлению оси X; Sp- площадь сечения рамки. Скорость частиц W определяется по времени пролета частицей эффективной высоты кольцевого электрода. Время пролета обратно пропорционально ширине импульса на осциллограмме. Концентрация мате-

риала в месте расположения датчика будет:

П Пх+Пу + П2, (2)

где Пу и HZ, - концентрация частиц по направлениюм у, z .

С целью учета частиц, ударяющихся о край рамки, вводится коэффициент к:

(3)

.

bf

So- площадь окружности, впигдесанной в сечение кольцевого электрода; 5„- миделево сечение шарообразной частицы. Полезный сигнал в этом случае отсутствует. Действительная концентрация частиц в месте измерения:

.

м

Датчжк устройстЕа имеет не-значительные габариты 2,Ьх2,Ьх2,5ммУ, что вносит несущественные искажения в гидродинамику слоя и повыше ет точность измерений.

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для измерения плотности диэлектрических частиц в двухфазных потоках, содержащее датчики импульсов тока, выполненные в виде кольцевого электрода, схему измерений счета импульсов и вторичный прибор , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, датчики установлены в трех взаимноперпендикулярных плоскостях.