Устройство для измерения электромагнитных характеристик жидких сред с ферропримесями Советский патент 1982 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения электромагнитных свойств жидких сред, содержащих ферропримеси, например, ферромагнитных жидкостей, а также, в частности при определении степени загрязнения авиационных горючесмазочных материалов и технических спецжидкостей металлическими юткровключениями.

Известно устройство для измерения электромагнитных характеристик ферромагнитных материалов, в частности кольцевых ферритов, содержащее вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра с внутренним и наружным электродами, первичнуюг обмотку fl.

Недостатком является неприспособленность для измерения электромагнитных характеристик жидких сред с ферропримесями.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения электромагнитных характеристик жидких сред с ферропримесями,. которое содержит первичную обмотку на кольцевом сердечнике из магнитного материала и вторичную )TKy, ВЫполненную в виде цилиндрического короткозамкнутого коаксиального витка, состоящего из наружного и внутреннего электродов, а также крышки, и в него введена ячейка из диэлектрического материала 2.

Недостаток устройства заключается в его невысокой точности.

Цель изобретения - повышение точ10ности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения электромагнитных характеристик жидких сред с ферропримесями, содержа15щее первичную обмотку на кольцевом сердечнике из магнитного материала, вторичную обмотку в виде замкнутого коаксиального цилиндра из наружного и внутреннего электродов и крышки,

20 диэлектрическую ячейку с входным и выходным каналами, расположенными диаметрально противоположно в пазах наружного электрода, снабжено механизмом перемещения, диэлектрическая

25 ячейка выполнена в виде полого тороидального сильфона, одно основание которого неподвижно закреплено на внутреннем электроде коаксиального цилиндра и соединено с входным

,30 и выходным каналами, а другое основание сильфона закреплено на внут-реннем электрода с возможностью воз врат Ю пос;тупательного движения и соединено с механизмом перемещения. Кроме того, механизм перемещения выполнен в виде винта с указателем и неподвижной шкалой, закрепленной на наружном электроде коаксиального цилиндра, в котором размещен винт, соединенный с.основанием сильфона с возможностью вращения. На фиг.1 - 3 приведено предлагае мое устройство, проекцииJ на фиг.4 ,сечение Л-Л на фиг.2. Устройство для измерения электромагнитных характеристик жидких сред с ферропримесями содержит первичную обмотку 1 (обмотку возбуждения), БИТКИ которой равномерно нанесены на кольцевой сердечник 2 из магнитного материала, вторичную обмотку, выполненную в виде замкнутог коаксиального цилиндра, состоящего из наружного электрода 3, внутренне электрода 4 и закорачивающей их кры ки 5, ячейку б из диэлектрического материала (например, фторопласта) в виде полого тороидального сильфона (полого гофрированного тороида) с входным и выходным каналами 7, расположенными в пазах наружного элект рода 3 вдоль образующих диаметргшьно противоположно, при этом крышка имеет соответствующие выступы для з мыкания коаксиальной системы Перви ная обмотка 1 с сердечником 2 и ячейка 6 размещены соосно внутренне му электроду 4. Внутреннее простран ство коаксиального цилиндра образует измерительный контейнер, в котором находится ячейка б и положение ее перпендикулярно его центральной оси. Одно основание 8 сильфона-ячей ки 6 неподвижно и соединено внутрен ней полостью с входным и выходным каналами 7, а другое основание 9 вы полнено с возможностью возвратнопоступательного движения, для чего оно подвижно сочленено с одним из концов винта 10 механизма перемещения, установленным в основании наружного электрода 3 с возможностью вращения (по резьбе ). Кроме того, механизм перемещения снабжен указателем 11 (барашка с круговым выст пом ) на втором конце винта 10 и неподвижной шкалой 12, укрепленной на нару5кном электроде 3 и отгрешуированной в единицах объема внутренней полости ячейки 6. Винт 10 выполнен из диэлектрического материала для исключения нарушений квазистационар ности электромагнитного поля в изме рительном контейнере. Работа устройства для измерения электромагнитных характеристик жидких сред с ферропримесями осуществляется следующим образом. Предварительно, в зависимости от состава конкретной исследуемой жидкой среды, путем вращения винта 10 устанавливается оптимальный объем ячейки б, контролируемый по шкале 12, Через ячейку б посредством входного и выходного каналов 7 прокачивается исследуемая жидкая среда, образуя при своем движении замкнутый круговой контур (обозначенйый стрелками пуль, фиг.4.. В первичную обмотку 1 подается высокочастотный электрический сигнал (порядка 30-50 МГц, что диктуется удобством согласования устройства с существующей электроизмерительной аппаратурой и в измерительном контейнере устройства, где размещена ячейка б, наводится высокочастотное электромагнитное поле большой степени однородности. При этом в зависимости от уровня ферропримесей Изменяются электромагнитные характеристики (магнитная и диэлектрическая проницаемости, угол магнитных и диэлектрических потерь и т.п.) анализируемой жидкой среды, которые можно измерить с высокой степенью чувствительности и точности, в частности с помощью серийного прибора-измерителя добротности (куметра,. например, типа Е9-4 ), к входу которого подключается первичная обмотка 1 устройства, при этом сам прибор выполняет функции генератора высокочастотных электрических сигналов и индикатора измеряемых электромагнитных характеристик. В основу работы устройства положен прогрессивный метод измерения, основывающийся на принципе высокочастотного трансформирования полного сопротивления исследуех юй жидкой среды в ячейке 6, причем ее внутренний объем варьируется в зависимости от ожидаемых электромагнитных показателей жидкости, что сохраняет стабильными настройку измерительного комплекса и метрологические параметры измерительного прибора. Применительно к задачам оценки чистоты жидких авиационных технических материалов показывающее устройство измерительного прибора тарируется непосредственно в единицах содержания в них ферропримесей. Таким образом, при обеспечении высоких чувствительности и точности измерений предлагаемое устройство обладает хорошими эксплуатационными свойствами, что сообщает универсальность использованию конкретной его разновидности для измерения электромагнитных характеристик жидких сред с ферропримесями в широком интервале исследуег.1ых показателей.