Датчик плотности жидких и сыпучих сред Советский патент 1982 года по МПК G01N9/00 

(54) ДАТЧИК ПЛОТНОСТИ ЖИДКИХ И СЫПУЧИХ СРЕД

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля плотности жидких и порошкообразных сред. Известно устройство для измерения плотности жидкости емкостного типа, содержашее корпус, конденсаторный датчик и схему регистрации 1. Недостатком данного технического решения является низкая надежность и точность при воздействии виброударных ускорений. Низкая виброударная прочность конструкции конденсатора и виброустойчивость определяются знакопеременной упругой деформацией пластин и конденсатора, представляющих собой балку, закрепленные с одного конца, особенно на резонансных частотах при воздействии виброударных ускорений. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является датчик для измерения плотности жидких и порошкообразных сред, содержаший корпус и установленные в нем плоскопараллельные пластины конденсатора с токовыводами. Он позволяет получить постоянную чувствительность во всех точках рабочего сечения и повысить надежность и точность при воздействии виброударных ускорений за счет повышения вибропрочности и виброустойчивости 2. Однако конструкция этого емкостного датчика для средних и больших диаметров проходного сечения (свыше Ду 200) не в состоянии обеспечить требования по надежности и точности, так как даже при средних значениях виброударных ускорений пластины испытывают знакопеременную упругую деформацию, нарушая стабильность выходного сигнала, за счет чего дополнительная погрешность датчика увеличивается до 100...20%. Кроме того, при больших скоростях потока у пластин конденсатора, закрепленных с двух концов, появляется флаттер, за счет которого также увеличивается дополнительная погрешность, обусловленная упругой деформацией пластин. Цель изобретения - повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что в известном датчике плотности жидких и сыпучих сред, содержащем корпус с укрепленными в нем плоскопараллельными пластинами конденсатора с токовыводами, плоскопараллельные пластины конденсатора и введенные ребра жесткости с выполненными по их длине пазами, закреплены между собой с помощью вкладыщей с выполненными в них перпендикулярно расположенными пазами, причем вкладыщи выполнены из диэлектрического материала,ребражесткости установлены перпендикулярно плоскопараллельным пластикам и жестко укреплены в корпусе.

На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик плотности жидких и сыпучих сред; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 показаны конструкции ребер жесткости, пластин конденсатора и вкладыщей; на фиг. 4 показано устройство в сборке.

Датчик состоит из корпуса 1, уплотнений 2, конденсаторного чувствительного элемента 3, токовыводов 4. Конденсаторный чувствительный элемент состоит из основания, содержащего два металлических плоских кольца 5, стакана 6, диэлектрического кольца 7, плоскопараллельных пластин 8 конденсатора с одинаковыми пазами 9, ребер жесткости 10 с одинаковыми пазами 11, диэлектрических (например из фторопласта) вкладышей 12 с выполненными в них перпендикулярно расположенными пазами 13 и крепежных пластин 14, осуществляющих взаимно закрепление пластин конденсатора 8 и ребер жесткости 10, а также надежный электрический контакт пластин конденсатора.

Детали конденсаторного чувствительного элемента датчика, кроме вкладыщей, выполнены полностью из листового щтампованного материала. Причем для значительного Снижения краевого эффекта расстояние между ребрами жесткости должно быть больще или равно размеру между пластинами конденсатора, умноженному на 5.

При прохождении испытываемой среды через ячейки, образующие емкостные полости, суммарная емкость между обкладками конденсатора изменяется в зависимости от диэлектрической проницаемости испы 2 / /

ПГЛ

X

тываемой среды. Изменение емкости конденсаторного чувствительного элемента преобразуется во вторичной аппаратуре в удобный для регистрации выходной сигнал (вторичная аппаратура не показана).

Использование предлагаемого устройства позволяет измерять и контролировать плотность жидких и порошкообразных сред, движущихся с больщой скоростью по трубопроводам больщого диаметра (свыше ДУ 200 мм) при воздействии значительных виброударных ускорений (более 100) с более высокой точностью. При этом значительно увеличивается надежность работы датчика.

Экспериментальные данные, полученные в результате опытной проверки макета устройства, свидетельствуют о том, что дополнительная погрещность измерений датчика с условным проходным сечением Ду400, обусловленная воздействием на датчик виброударных ускорений до 100с, снижается в 5-10 раз, а кроме того значительно повышается надежность датчика за счет снижения амплитуды знакопеременной упругой деформации пластин конденсатора.

Формула изобретения

Датчик плотности жидких и сыпучих сред, содержащий корпус с укрепленными в нем плоскопараллельными пластинами конденсатора с токовыводами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измереНИИ, плоскопараллельные пластины конденсатора и введенные ребра жесткости с пазами по их длине закреплены между собой с помощью вкладышей из диэлектрического материала с выполненными в них перпендикулярно расположенными пазами, а ребра жесткости установлены перпендикулярно плоскопараллельным пластинам и жестко укреплены в корпусе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 273489, кл. G 01 N 27/22, 1969 (прототип).

I 1 1I

Риг.1

12