Устройство для определения содержания эмульсионной воды в потоке диэлектрической жидкости Советский патент 1981 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измеритель ной технике, предназначено для определения концентрации растворов диэлек трической жидкости и может быть использовано, например, в аппаратуре контроля. Известно устройство для определения содержания эмульсионной воды l Однако это устройство обладает низкой точностью измерения, так как в процессе сравнения диэлектрических проницаемостей контролируемой и обезвоженной жидкости участвует лишь малая часть содержащейся в контролируемой жидкости воды, а боль шая ее часть в нем не участвует.Кроме того, указанному устройству прису ща также низкая эффективность работ используемого электростатического сепаратора с радиально-неоднородным электрическим полем, которая обуслов лена чрезвычайно малым зарядом (или его полным отсутствием) капель эмуль сионной воды, что приводит к неполной ее сепарации и негативно отражается на результатах измерения. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения содержания эмульсионной воды в поток диэлектрической жидкости, содержащее корпус,на входе которого установлен электростатический сепаратор, элементы которого подключены к источнику высоковольтного напряжения, а на вы-ходе - система электродов Г2. Недостатком известного устройства является то, что в измерительном процессе активно участвует не вся присутствующая в контролируемом потоке вода, находящаяся в измерительном пространстне, поскольку соответствующие измерения содержания эмульсионной, воды ведутся здесь лишь в одном из многих слоев обводненного диэлектрика. Расслоить же этот поток в измерительном пространстве предполо жительно только на дйа слоя практически невозможно по техническим причинам, причем это резко снизило бы и так невысокую точность измерения за счет увеличения расстояния между его пластинчатыми электродами. Перечисленные недостатки известных устройств имеют принципиально негативное значение при контроле обводненности авиационных топлив, так как в них допустимая норма присутствующей воды чрезвычайно мала - порпдка тысячных долей процента. Цель изобретения - повышение точности измерения, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус, электростатический сепаратор на входе, элементы которого подключены к источнику высоковольтного напряжения,и дйэлектрометрическую систе му электродов на выходе, электростатический сепаратор выполнен в виде двух электродов эллипсоидального профиля, расположенных напротив друг друга в центре корпуса,между которыми расположены два дополнительных плоскопараллельных электрода диэлькометрической системы. На фиг, 1.изобрахдана принципиальная схема устройства; на фиг, 2 - из метрическая проекция, Устройство определения содержания эмульсионной воды в потоке диэлектри ческой жидкости содержит корпус 1, например, цилиндрической формы, элек ростатический сепаратор на входе в виде двух электродов 2 и 3 эллипсоидального профиля, расположениях напротив друг друга в центре корпуса,. между которыми расположены два плоскопа-раллельных электрода 4 диэлькометрической системы, и в этой же зон имеются еще два плоскопараллельных электрода 5 диэлькометрической систе мы. Электроды 2 и 3 подключены к раз ным полюсам источника постоянного на пряжения и являются элементами элект ростатического сепаратора, Диэлькометрическая система пар электродов 4 и 5 включается всоответствующую электроизмерительную схему. Устройство работает следующим образом. Контролируемый поток диэлектрической жидкости, например, авиационного топлива, содержащего эмульсионную воду, пропускают через внутренню часть корпуса 1 устройства (направле ние потока указано стрелками на фиг, 2), Посредством находящихся на входе электродов 2 и 3 создается электрическое поле, обладающее большим градиентом напряженности, что достигается эллипсоидальным их профилем. При этом максимальная напряженность имеет место в зазорах между электродами 2 и 3, В таком поле капли содержащейся в авиационном топлив эмульсионной воды, обладающие значительными дипольныг м моментами, испытывают действие электрических сил, пропорциональных градиенту напряженности и направленных в сторону возрастания напряженности поля. Под дей ствием этих сил происходит миграция капель от-всего входного объема устройства в область зазора между элект родами 2 и 3, В результате здесь кон центрируется вся присутствующая на контрольном участке потока эмульсион ная вода. В оставшейся части объема устройства (вне области между электродами 2 и 3) в это время находится обезвоженная среда - эталонное авиационное топливо, причем эта область примерно в 25-50 раз (данное соотно-. шение признано наиболее целесообразным для существующих авиационных топливных магистралей с точки зрения достижения оптимальной точности контроля обводненности авиационных топлив) превышает область с обводненной средой. Измерение диэлектрических проницаемостей сред обеих частейконтролируемого потока авиационного топлива осуществляется двумя парами плоскопараллельных электродов 4 и 5, При этом одна из них (4) располагается в конце области максимальной напряженности электрического поля между электродами 2 и 3, т,е. ее междурбкладочное пространство охватывает обводненную до максимума среду, а другая (5) помещается в любое место оставшейся части объема корпуса на выходе с обезвоженной средой. Величина разности емкостей С и Crj пар плоскопараллельных электродов,определяемых значениями диэлектрических проницаемостей их междуэлектродных сред, оценивается соответствующей электроизмерительной схемой и характеризует содержание эмульсионной воды в контролируемом потоке жидкости. Предлагаемое устройство, в отличие от известных, обладает более высокой точностью измерения, так как диэлектрическая проницаемость обезвоженной диэлектрической жидкости сравнивается с диэлектрической проницаемостью этой же жидкости не просто с повышенным содержанием воды, а с максимально возможной присутствукяцей ее концентрации, что достигается созданием электрического поля специфической направленности. Формула изобретения Устройство для определения содержания эмульсионной воды в потоке диэлектрической жидкости,- содержащее корпус, на входе которого установлен диэлектрический сепаратор, элементы которого подключены к источнику высоковольтного напряжения, а на выходе система электродов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, электростатический сепаратор выполнен в виде двух электродов эллипсоидального профиля, расположенных напротив друг друга в центре корпуса, между которыми расположены два дополнительных

плоскопараллельных электрода диэлькометрической системы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Эме Ф. Диэлектрические измерения. М., Химия, 1967, с. 47.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2694388, кл. G 01 N 27/22

25.05.79 (прототип).