Измерительный преобразователь диэлькометрического влагомера Советский патент 1981 года по МПК G01N27/22 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО ВЛАГОМЕРА

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для определения микровлагосодержаний в диэлектрических жидкостях и может быть использовано, в частности, в схемах диэлькометрическихвлагомеров систем контроля степени обводненности авиационных топлив.

Известен измерительный преобразователь диэлькометрическогО влагомера, принцип работы которого базируется на использовании зависимости диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости от концентрации в ней эмульсионной влаги. Он содержит емкостной датчик как правило в виде Коаксиальной системы электродов, через которые пропускается исследуемая проба. Емкостной датчик включается в высокочастотную мостовую или генераторную схему 1 .

Однако подобные преобразователи не обеспечивают достаточную чувствительность и точность измерения микровлагосодержаний.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее подключенный к первому входу высокочастотного генератора.емкостной датчик с эквивалентной схемой замещения.

включающей переменную емкость и постоянные индуктивность и активное сопротивление(емкостной датчик размещен в термостатирующей рубашке), и узел подачи потока контролируемой жидкости, который выполнен в виде цилиндра, разделенного на два объема двумя поршнями, жестко закрепленными между собой, причем в крайнем

10 левом положении поршня измерительная ячейка соединена с каналом ввода эталонного потока и термостатирующая рубашка - с каналом ввода контролируемого потока, а,в крайнем

15 правом положении - наоборот 2.

Однако в этом преобразователе недостаточная точность измерения микровлагосодержаний по причине

20 искажающего влияния на получаемый результат остаточных параметров электродинамического происхождения реального емкостнбго датчика, особенно проявляющих себя с негативной

25 стороны, учитывая специфику фиксации весьма малых изменений емкостидатчика, что требует использования аппаратуры с прецизионным индицирующим -отсчетом и усложняет измеритель30ное устройство.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что измерительный преобразователь диэлькометрического влагомера, содержащий подключенный к первому входу высокочастотного генератора емкостной датчик с эквивалентной схемой замещения, включающей переменную емкость, величина которой зависит от измеряемого влагосодержания, и постоянные индуктивность и активное сопротивление, имеет переменную меру индуктивности с эквивалентной схемой замещения, которая состоит из параллельно соединенных и объединенных одним органом управления индуктивности и активного сопротивления, при этом переменная мера индуктивности включена последовательно в цепь ме;кду емкостным датчиком и вторым входом высокочастотного генератора.

На чертеже представлена электрическая схема преобразователя.

Измерительный преобразователь диэлькометрического влагомера содержит емкостной датчик 1 и переменную меру индуктивности 2, которые последовательно соединены друг с другом и образуют совместно электрический колебательный контур, подключенный ко входам высокочастотного генератора 3.Емкостной датчик имеет комплексное полное сопротивление Zq,, которое можно представить эквивалентной схемой замещения, включающей емкость Сп,, и постоянные индуктивность L{. и активное сопротивление R,, при этом первый из них является переменным и непосредственно используется в работе емкостного датчика, а два других определяют его собственные остаточные постоянные параметры, не зависящие от свойств исследуемой среды. Переменная мера индуктивное ти является образцовой и ее комплексное сопротивление Z tj можно представить эквивалентной схемой замещения в виде параллельно соединенных-и объединенных одним органом управления индуктивности L0 и активного сопротивления RO, последний из которых, мал по абсолютной величине.

Работа измерительного преобразователя осуществляется следующим образом.

Контролируемый поток авиационного топлива пропускается через измерительное пространство емкостного датчика и при этом в зависимости от степени влагосодержания в этом потоке, определяющей его диэлектрическую проницаемость, изменяется полное сопротивление емкостного датчика Z,, а именно, его переменная реактивная составляющая, характеризуемая величиной емкости Сс. В основу работы измерительного преобразователя положен резонансный метод измерения, для чего служит образцовая мера переменной индуктивности с полным сопротивлением Zp, изменением реактивной составляющей которого, определяемой величиной LO, добиваются достижения при отсчете в системе емкостной датчик-мера переменной

индуктивности УСЛОВИЯ резонанса, которому характерно снижение до минимума общего сопротивления такой системы, приобретающего при этом чисто активный характер. Момент наступления резонанса определяется по отсутствию ухода частоты измерительной системы и собственной частоты высокочастотного генератора, электрические цепи которых соответствующим образом скоммутированы. При этом высокочастотный генератор выполняет одновременно функции источника высокочастотного питания электрической цепи измерительного преобразователя и индуцирующего устройства. Для данных целей могут быть использованы как специальные генераторы, так и обычно серийные измерительные приборы, например измерители добротности или полного сопротивления, особенно удобные при работе в области высокочастотной влагометрии.

Мера переменной индуктивности преварительно градуируется (калибруется) в единицах влагосодержания, в

результате чего в момент фиксации резонанса в измерительной цепи генератора, что может быть существенно с высокой точностью, непосредственно измеряется степень обводненности топлива.

Введение в измерительный преобразователь .дополнительной меры переменной индуктивности для выполнения задач контроля обводненности авиационных топлив с помощью известных емкостных датчиков наиболее целесообразно и оптимально с точки зрения метрологических точностных показателей, так как современные меры индуктивности при этом могут иметь высокочастотное исполнение, например в виде коаксиального витка переменной длины, обладающего линейностью изменения величины индуктивности.

Таким образом, использование предложенного измерительного преобразователя в диэлькометрических влагомерах для контроля степени обводненности авиационных топлив повышает точность проводимых измерений, поскольку измерительное устройство содержит общедоступные элементы с высокими точностными показателями. Осуществление фиксации искомого параметра в момент достижения в измерительной цепи резонансного режима по изменению величины меры индуктивности, предварительно откалиброванно по степени влагосодержания, упрощает отсчет его значения, причем также проводимого с высокой метрологичес кой точностью. Очевиден достигаемый при этом технико-экономический эффект за счет улучшения контроля качества авиационных топлив, отвечающего требованию повышения безопасности полетов воздушных судов.

Формула изобретения

Измерительный преобразователь диэлькометрического влагомера, содержащий подключенный к первому входу высокочастотного генератора емкостной датчик с эквивалентной схемой залющения, включающей переменную емкость, величина которой зависит от измеряемого влагосодержания, и постоянные индуктивность и активное

сопротивление, отличающийс я тем, что, с целью повыпения точности измерения, он имеет переменную меру индуктивности с эквивалентной схемой замещения, которая состоит из параллельно соединенных и объединенных одним органом управления индуктивности и активного сопротивления, при этом переменная мера индуктивности включена последовательно Ё цепь между емкостным датчиком

o и вторым входом высокочастотного генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

2.Авторское свидетельство СССР 744306, кл. G 01 Ы 27/22, 1978 (прототип).