Емкостный датчик Советский патент 1977 года по МПК G01N27/22 B65G53/04 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для компенсации иогрешности, вызванной изменеиие: давления трансиортирующсй фазы ири измерении концентрации, скорости и массового количества измельченных материалов в условиях ииевмотрансиорта.

Известны решеиия технической задачи, иаиравлеииые на достижение измереиия указаиных параметров, в условиях пневмотранспорта или самотечной подачи продукта.

Основной особенностью таких устройств является размещение электродов иа поверхности диэлектрического основания в виде трубы.

В существующих конструкциях не предусмотрена автоматическая комиеисация погрешности, вызванной изменением давления транспортирующей фазы - воздуха или другого газа носителя.

Ближайшим техническим решением к изобретению является емкостный датчик ио авт. св. N° 562763, содержащий металлический экран, выполненный в виде пустотелого герметичного цилиндра, в основаниях которого, симметрично оси, выиолнены два сквозных ступенчатых отверстия, в которых устаиов„тены чашевидные иылевоздушные фильтры стуиенчатой формы, в основаниях которых закреплена диэлектрическая труба с размещеиыми иа ее поверхности электродами, причем иаметр отверстий пылевоздушиых фильтров авен диа-метру диэлектрической трубы.

псдостагком известного датчика является зависимость показаний от изменений давления в трубоироводе ири изменении давления транспортирующей фазы - воздуха. Это обусловлено тем, что в коиструкции не предусмотрена комиеисация иогрешиости, вызваииой изменеиием диэлектрической проницаемости газа при измеиении его давления.

Делью изобретения является повышение гочности измерений.

Для этого в металлическом экране установлен компенсационный емкостной преобразователь давлепия, электроды которого закреилеиы на поверхности диэлектрического основания таки.м образом, чтобы расстояние между ними меньше или равно толщине его стенки. На чертеже схематически изображен предлагаемый датчик.

Он состоит из экрана 1, выполненного из пустотелого герметичиого цилиндра, в основаниях которого симметрично оси выполнены два сквозных ступенчатых цилиндрических отверстия, в которых установлены чашевидные пылевозд шиые фильтры 2 (например, металлокерамические) с отверстиями в осиованиях, в которых закреилеиа диэлектрическая труба 3 (основания) с размещенными ня ее поверхности электродами 4 измерительного датчика и электродами 5 компенсацыопного емкостиого преобразователя давления в виде металлических колец, расетояние между которыми меньше или равно толи1,ине стенки диэлектрического осиования. Экраи i устаиовлси Б разрыве иылеаровода б установки для вдувания измельченных материа.мов, которая состоит из ириемной герметичной емкости 7 с краном а и загрузочной емкости 9 с Kpaiioivi 10, в которой засынан измельченный материал. Бмкостные измерительные и комненеациои11ые нреобразователи (электроды 4 и 5) для компенсации погрешности, вызываемой изменением диэлектрической проницаемости газа нри изменении его давления включают, нанример, в противоположные илечи .мостовой измерительной схемы.

Датчик работает следующим образом.

Краны 8 и 10 неред ииевмотраиснортом измельченных материалов закрыты, а давление внутри иыленровода 6 равно агмосфериому.

Для осуш,ествления иасвмотрансиэртирозки измельченных материалов в приемную е.мкость 7, вначале в Г1ылеироводе G создают нра помощи компрессора давление, нревышаюн ее давление в ириемной елпсости 7 на 3-5 кг/м-.

При этом по мере повышения давления впутри пылепровода 6 сжатый воздух через даеталлокерамические пылевоздушные фильтры 2 проникает в герметпчную камеру, образованную экраном 1.

В результате этого проникающий через иылевоздушиые фильтры 2 чистый воздух создает в камере, образозаипо экраном 1, давлепие, которое воспринимается наружно стенкой диэлектрической трубы 3 с размещеииымп иа ее поверхности электродами 4 измерительного датчика и электродами 5 емкостиого компенсациопного преобразователя давления.

При этом давление но наружной поверхности дпэлектрической трубы ииже давления, воздействующего но внутренней поверхности диэлектрической трубы о па пезпачительную величину, которая определяется велпчнной потери давления за счет сопротивлення фильтров 2.

В результате этого по впутрснней п наружной поверхности диэлектрической трубы 3 навстречу друг другу действуют практически одинаковые силы, обусловленные одинаковыми давлениями, которые уравновещивают друг друга.

Так как фильтры имеют незиачггтельное сопротивлепие, одновременно с иовышепием давления внутри иылепровода 6 происходит повышеиие давления в камере, образогзанной экрапом 1, что, в свою очередь, позволяет одновременно с увеличением , воздействующей иа внутреннюю поверхность диэлектрической трубы 3, создать уравновешивающую силу, воздействующую но нарзжной новерхности диэлектрической трубы 3, которые напразлечы навстречу друг другу.

1ак хак э,1ектрод,ы 4, о cMKOcTJiuro измерн льного да1чика а (}го комненсациoiiiioro ирео6разо ;ателя давления включены в иротивоиоложные илечи мостовой измерительной схемы, одновременно с пзмепеиием Л.авлеиня газа происходит изменение его диэлг:ктрнческо11 проницае.мости, что формирует в преобразователях (электродах 4 и 5) допол11л ельный еигиал но1решпости, ие связанный с нзл1ененнем, наиример, концентран,,ии.

Так как преобразователи (электроды 4 и 5) находятся в одинаковых условиях, то часть сигнала, сформированного за счет изменения давлення в качественном и количественном выражеиии и ио закопу изменения одинаковы. Поскольку преобразователи имеют одинаковую начальную емкость, нроисходпт непрерывная автоматичеекая компенсация ногрешпостп, вызваиной пзменеппем давления трапснортпрующего газа.

Одновремеиио с открытием крана 10 автоматически обееиечивается одинаковый перенад давления, нревышающего давление в пылепроьоде 6. При открытии крана 8 воздух увлекает вытеспяемый из загрузочпой емкостп и измельченный материал в приемную емкость 7, находящуюся под избыточным давлением, это позволяет сформировать еигиал излшрительного иреобразователя, евязаипый только е измеиением контролируемого иараметра, иапример концентрации.

Для прекращения пневмотрапсиортировкп осуществляют обратный порядок операций с 1:-собходнмыл1и ннтервалами времени между онерацнями.

iaKHii образом, вначале нрп повышепии давления в ныле 1роводе 6, когда создают по1ок пекущей фазы (газа), давлеппе, создаваелюс в камере, o6pa30Buinjoii экраном 1 и в иыле.чроводе о, прак1ическн одинаковы, а |)ез)льтпрующая eH,:ia, обус„ювленная действзющпми навстречу др}1 давлениями не может вызвать упругой деформации диэ тектрнческой трубы 3, а тем более разрушеиия.

Apo.vie это1о, ирк иовьппепии давлепия, однозрсменно еоздаются нрактически одинаковые давления, де11ствующне как ио наружной так и по внутренне поверхности диэлектрической трубы 3, что иозволяет сформировать комнсисацио1П1ЫЙ сигнал емкостного преобразователя, равным измерительному за вычетом составляющей, пропорциональной изменению, нанример, концентрации.

создании потока несущей-фазы (газа) давление стабилизировано и выполняет постоянную автоматическ)то комиенеацию изменений диэлектричееко ; ироннцаемости воздуха Jipii ;:злкч;е;1пп давления.

1:.:м; остныи датчик но авт. ез. JVb 562763, от.:: и ч а ю iiui и с я тем, что, е целью повышеiiiiA точноетп пзмерепий, в металлическом экране установлен компенсационный емкостной преобразователь давления, электроды которого закреплены на поверхности диэлектрического основания таким образом, что расстояние между ними меньше или равно толщине его стенки.

ю