Устройство для контроля электромагнитных характеристик феррожидкостей Советский патент 1982 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля электромагнитных характеристик жидкостей с ферропр«месями, например, ферромагнитных жидкостей, а также в частности, для задач определения степени загрязнения жидких аваиционных горюче-смазочных материалов инородными ферровключениями.

По основному авт.св. 830259 известно устройство для контроля электромагнитных характеристик феррожидкостей, содержащее первичную обмотку, вторичную обмотку, выполненную в виде короткозамкнутого коаксиального цил.индра, состоящего из двух симметричных полуцилиндров, и ячейку в-виде полого тороида из диэлектрического материала с входным и выходным каналами, расположенными диаметрально противоположно, кроме того в него введена вторая ячейка, первичная обмотка выполнена в виде двух последовательно соединенных идентичных секций, каждая из которых расположена на соответствующей ячейке, при этом ячейки расположены симметрично относительно внутреннего электрода короткозамкнутого цилиндра, а их входные

и выходные каналы взаимоперпендикулярны 1 .

Недостаток этого устройства заключается в нсшичии погрешности из-за неидентичности (нестабильности) температурных режимов в потоках жидкостей, протекающих через первую и вторую ячейки, т.е. между потоками контролируемой и эталонной жидкости, электро10магнитные характеристики которых сравниваются и известным образом зависят от температуры. Данный недостаток чреват особенно неприятными последствиями в случае объективной оценки .:.

15 степени загрязнения жидких авиационных горюче-смазочных материалов со слабо выраженными электромс1гнитнымн свойствами, так как допустимый ypoi вень присутствующих в них инородных

20 частиц весьма мал.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля электро25магнитных характеристик феррожидкостей, по авт.св. № 830259, содержащее первичную обмотку, состоящую из двух последовательно соединенных идентичных секций, вторичную обмотку в виде

30 короткозамкнутого коаксиального цилиндра/ образованного двумя симмет- ричными полуцилиндрами и имегадего наружный и внутренний электроды, и две ячейки, каждая из которых представляет собой полый тороид из диэлектрического материала с вход-. ным и выходным каналами, расположенными у отдельной ячейки диаметрально противоположно, а у разных ячеек взаимоперпендикулярно, при этсм ячей ки расположены симметрично относител jHO внутреннего электрода короткоэамк нутого коаксиального цилиндра и на каждой из них размещена соответствую щая секция первичной обмотки, снабже но двухпозиционным переключателем потоков ячеек, выполненным в виде цилиндрической камер1ы и поворотного плунжера с круговыми, продольными и радиальными каналами, причем в одном положении плунжера входной канал первой ячейки соединен с трактом ввода потока контролируемой жидкости и входной канал второй ячейка с тактом ввода потока эталонной жидкости, а в другом положении наоборот. На фиг. 1 и 2 представлено описываемое устройство) на фиг. 3- и 4 показаны сечения А-А и Б-Б на фиг.1 на фиг, 5 - принципиальная злектриче кая схема. Устройство для контроля электромагнитных характеристик феррожидкостей содержит первичную обмоткуj состоящую из двух идентичных секций 1 и 2, вторичную обмотку в виде короткозамкнутого коаксиального цилиндра, образованного двумя симметричными полуцилиндрами и имеющими наружный И внутренний электроды, состоящие из двух половин 3, 4 и 5,6 и две ячейки 7 и 8, каждая из которых представ ляет собой полый тороид диэлектричес кого материала с входным 9 (10) и выходными 11 (12) каналами, расположенными у отдельной ячейки диамётрап но противоположно, а у разных ячееквзаимоперпенДикулярно. Ячейки 7 и 8 расположены симметрично относительно соответствукщихполовин 5 и б внутре него электрода короткозамкнутого коа сиального цилиндра и на них размещен определенные секции 1 и 2 первичной обмотки. Кроме того, устройство снаб жено двухпозиционным переключателем потоков ячеек 7 и 8, выполненным в виде цилиндрической камеры 13 и повортного плунжера 14 с соответствующими (круговыми, продольными и ради-: альными) каналами. На торце цилиндрической камеры 13 расположены трубо провод 15 тракта ввода потока контро лируемой жидкости и трубопровод 16 тракта ввода потока эталонной жидкос ти, а на боковой его стороне - вы- ходные патрубки 17 и 18 переключателя потоков. Плунжер 14 сочленен с узлом 19 и может н 1ходиться в двух угловых положениях Т и fi/ причем в одном положении I, которое соответствует изображениям на фиг. 1,2 и 4, входной канал 9 ячейки 7 соединен с трубопроводом 15 тракта ввода потока контролируемой яоадкости, а входной канал 10 ячейки 8 - с трубопроводом 16 тракта ввода потока эталонной жидкости. В другом положении И, которое соответствует повороту плунжера против часовой стрелки согласно изображению на фиг. 4 относительно положения 1 на угол 90°, гидравлическая коммутация входных каналов 9 и 10 ячеек 7 и 8 с трубопроводами 15 и 16 производится наоборот перноначальной. Переключатель потоков укреплен на короткозамкнутом коаксиальном цилиндре и между ними расположена изоляционная шайба 20. Принципиальная электрическая схема устройства включает одинарный мост (фиг. 5), активные плечи которого образованы полными сопротивлениями секций 1 и 2 первичной обмотки, размещенных на ячейках 7 и 8, а пассивные плечи - участками потенциометра 22. Диагональ питания моста 21 подключена к высокочастотному генератору 23, а выходная диагональ - к индикатору 24, синхронизованному с переключателем 25 потоков ячеек 7 и 8, при этом в исходном состоянии мост уравновешен. Работа устройства для контроля электромагнитных характеристик ферро-. жидкостей осуществляется следующим образом. Чёре.з Одну из ячеек, в частности 7 в положении 1 плунжера 14, посредством входного канала 9 и выходного канала 11 пропускается поток контролируемой жидкости, а через другую ячейку 8, соответственно посредством ее входного канала.10 и выходного канала 12, - поток эталонной жидкости, с характеристиками которой сравниваются электромагнитные показатели потока контролируемой жидкости. Оба потока при своем движении через ячейки идентичны в гидродинамическом отношении и образуют круговые участки в виде торойдов. В положении ff плунжера 14 потоки, протекающие через ячейки 7 и 8, перераспределяются в обратном порядке. Первичная .обмотка, состоящая из двух последовательно соединенных секций 1 и 2, подключается к высокочастотному генератору 23 (фиг. 5, с частотой выходного сигнала порядка 3050 МГц), и во внутреннем пространстве короткозамкнутого - коаксиального цилиндра наводится высокочастотное электромагнитное поле, в котором располагаются ячейки 7 и 8.

В. основу принципа действия устройства положено явление трансформирования полных сопротивлений жидких сред полостей обеихячеек (7 и 8), при этом за счет включения расположенных на них секций 1 и 2 в активные плечи моста 21 производится сравнение их .полных сопротивлений с помощьк нулевого .метода измерения, которые будут равны при. подобии электромагнитных характеристик контролиру.емой и эталонной жидкостей, в том числе по TeMnepaTypHONV состоянию, что обеспечивает условие равновесия моста, в результате чего сигнал в его выходной диагонали будет равнять ся нулю. При далейшем несоответствии сравнивае1иих электромагнитных параметров (магнитной и диэлектрической проницаемостей, угла магнитных потер и .) жидкостей на выходе моста появляется сигнал разбаланса, фиксир емый индикатором 24.

Для обеспечения идентичности в из мерительном отношении температурных режимов ячеек 7 и 8, соответственно и расположенных на них секций 1 и 2, т.е. адекватности условий сравнения электромагнитных характеристик контролируемой и этёшонной жидкостей, с помощью переключателя потоков, а именно путем поочередного перевода его плунжера из положения I в положение И и наоборот, производится перераспределение потоков контролируемой и эталонной жидкостей по ячейкам 7 и 8. В результате осуществляется контроль исследуемой жидкости н соответствие заданным нормам. ,

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет с высокой точность

контролировать электромагнитные характеристики жидкостей с ферропримеся «и во всем сумествующем спектре их проявний как применительно к условиям производства ферромагнитных жидкостей, так и к задачам оценки чистоты жидких авиационных горюче-смазочных материалов на предмет выявления наличия в них ферровключений, при этом, поскольку те и другие основываются, как правило, на прсжзводных нефти, подобный качественный их анализ способствует режиму оптимгшьной экономии исходя из специфических условий эксплуатации ависщионной техники.

Формула изобретения

Устройство для контроля электромагнитных характеристик феррожидкостей по авт.св. I 830259, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено двухпозиционным переключателем потоков ячеек, выполненным в виде цилиндрической камеры и поворотного плунжера с круговыми, продольными и р 1диальными каналами, причем в одном положении плунжера входной канал первой ячейки соединен с тоакт ввода потока контролируемой жидкости и входной канал второй ячейки - с трактом ввода потока эталонной жидкости, а в другом положении - наоборот,

Источники информации, принятые во-внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 830259 по заявке, кл. G 01 R 33/12, 1979.