Проточный датчик влажности пищевых продуктов Советский патент 1976 года по МПК G01N27/22 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения влажности пищевых продуктов, например маргарина, масла а также может быть использовано в нефтяной, химической и других отраслях народного хозяйства.

Известны устройства аналогичного назначения, содержащие заземленный цилиндрический корпус и расположенный концентрично с ним внутренний электрод.

Основными недостатками этих датчиков является значительная сложность обслуживания, связанная с трудностью разборки и сборки датчика для чистки и, следовательно, ниэкая надежность и точность. Каждая разборка датчика требует проверки и подстройки градуировки измерительного блока, связанного с датчиком.

Ближайшим техническим решением к данному изобретению является проточный датчик влажности, состоящий из заземленного электрода трубчатой формы, являющегося корпусом датчика, и концентрично расположенного с ним внутреннего стержневого электрода, жестко связанного с обтекателем и центрирующими элементами с окнами для входа продукта.

Основными недостатками данного устройства являются значительная сложность изготовления датчика с внутренним диаметром корпуса до 50 мм, длиной порядка 400 мм и расстоянием между электродами до 4-5 мм, изза повышенных требований к точности обработки внутренней цилиндрической поверхности корпуса; неудобство обслуживания датчика, вследствие невозможности получения взаимозаменяемого стержневого электрода и необходимости индивидуальной подгонки центрирующего элемента к каждому корпусу в

отдельности. Все перечисленные недостатки

известного датчика не позволяют получить

требуемую точность измерения влажности

продукта.

Целью предлагаемого изобретения является

повышение точности измерения влажности продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом датчике обтекатель, выполнен с конусной выемкой со стороны входа продукта, а соосно с внутренним электродом на корпусе установлен центрирующий элемент, который может перемещаться вдоль оси корпуса, повторяющий поверхность конической выемки обтекателя и фиксируемый гайкой, расположенной на корпусе.

На чертеже схематично представлена конструкция предложенного датчика.

Датчик состоит из корпуса 1, имеющего форму цилиндрической трубы, который соединительными гайками 2 и 3 крепят к входному 4 и выходному 5 патрубкам.

Внутри корпуса расположен сердечник 6, состоящий из измерительной обкладки 7 цилиндрической формы, покрытой слоем 8 электроизоляционного материала, изоляторов 9 и 10, опоры-обтекателя И, втулки 12 и клеммной коробки 13 с разъемом 14.

Контакт от измерительной обкладки 7 выведен в клеммную коробку с помощью металлического стержня 15, залитого герметиком 16, например эпоксидным компаундом ЭЗК-6, в проходном изоляторе 9.

Внутренний электрод закреплен в корпусе с помощью гайки 17 и зафиксирован со стороны входного штуцера центрирующим конусом 18, входящим в конусное отверстие на опоре 11. При -сборке датчика положение центрирующего конуса регулируется путем перемещения вдоль оси корпуса но резьбе и фиксируется гайкой 19. В корпусе конуса и гайки выполнены окна 20 и 21 для входа продукта.

Принцип работы датчика заключается в следующем.

Электрическая емкость датчика пропорциональна диэлектрической проницаемости (ДП) продукта и выражается формулой

-Л- рабТ пар

где Сд-емкость датчика;

е - ДП продукта, находящегося между электродами датчика;

Сраб - ра-бочая емкость датчика, величина которой зависит от илощади электродов и расстояния между ними;

Спар - паразитная емкость преобразователя, величина которой зависит от конструкции выводных проводников, их длины и изоляционного материала.

В емкостных влагомерах используется статистическая зависимость ДП продукта от влажности, выражающаяся формулой

(),

где: W - влажность продукта в %.

Из выражений (1) и (2) видно, что для повышения точности измерения влажности продукта и получения взаимозаменяемого внутреннего электрода датчика необходимо добиваться выполнения условий:

Сраб const;(З)

Спар const.(4)

Выполнение условий (3) и (4) в предлагаемом датчике достигается конструкцией опоры-обтекателя внутреннего электрода и центрирующего элемента, расположенного на корпусе датчика.

Контролируемый продукт, влажность которого определяется, входит через входной патрубок 4, а выходит через выходной 5, .протекая между электродами 1 и 7 датчика непрерывным равномерным потоком.

При измерении влажности продукта электрическая емкость датчика подключается соединительным кабелем к измерительному блоку, шкала которого отградуирована в процентах 1влажности. Корпус датчика заземлен.

Формула изобретения

Проточный датчик влажности пищевых продуктов, состоящий из заземленного цилиндрического корпуса и расположенного концентрично с ним и жестко закрепленного внутреннего электрода с обтекателем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, обтекатель выполнен с конусной выемкой со стороны входа продукта, а соосно с внутренним электродом установлен центрирующий элемент с возможностью перемещения вдоль оси устройства, повторяющий поверхность конической выемки обтекателя и фиксируемый с помощью гайки, расположенной на корпусе.