Датчик для определения состава жидкости Советский патент 1982 года по МПК G01N27/22 

(54) ДАТЧИК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ЖИДКОСТИ

1

Изобретение относится к измерительной технике,преимущественно к оборудованию для определения состава растворов окиси азота в жидкой четырехокиси азота, и может быть использовано в тех областях народного хозяйства, где применяют жидкую четьфехокись азота или растворы окиси азота в четырехокиси азота, например в энергетических установках с нитрином как теплоносителем и рабочим телом.

Известен датчик для определения состава жидкости, например азотной кисло-. ты в жидкой четьфехокиси азота, состоящий из электрического конденсатора цилиндрической формы, помещенного в стёк лянную ячейку с крышкой из фторопласта, через которую выведены клеммы подсоединения обкладок конденсатора 1 .

Недостатком указанного датчика является то, что заполнение его полости осуществляют свободным заливом через воронку жидкой четьфехокиси азота. При этом происходит контакт жидкости с ок-

ружающей средой и за счет большой гигроскопичности четьфехокиси азота в исследуемой жидкости образуется неконтролируемое дополнительное количество азотной кислоты, что ухудшает точность определения состава среды. Кроме того, с помощью такого датчика невозможно определить одновременно количество азот ;ной кислоты и растворенной окиси азота в жидкой четьфехокиси азота, поскольку , конструктивно это не предусмотрено.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик для определения состава жидкости, содержащий емкость для жидкости, являющуюся наружной обкладкой цилиндр1гческого конденсатора и образованную цилиндр1гческой стенкой, закрытой в нижней части герметично вставленным в нее дном, размещенную в этой емкости внутреннюю цилиндрическую обкладку конденсатора, штуцер для .подвода газа в емкость и подсоединенные к обкладкам ко1аденсатора элект- рические выводы для подключения его к измерителю емкости С2 . Основным недостатком известного датчика является,то, что при барботирова НИИ жидкости газом последний подводится только во внутреннюю полость внутренней обкладки конденсатора. В то же время жидкость между обкладками конденсатора (диэлектрическую проницаемос измеряют именно этой части жидкости) остается необработанной подводимым газом, так как зазоры между обкладками конденсатора относительно небольшие 0,7-О,8 мм. Эффект обработки жидкости газом в этих зазорах получается только лишь за счет диффузионных процессов обработанной и необработанной газом ча тей жидкости в датчике. Это снижает точность измерений концентраций окиси азота и азотной кислоты в жидкости, увеличивает время проведения анализа за счет длительного барботирования раствора (около 30 мин), а также увеличивает унос жидкости барботируемым газом. К недостат1шм известного датчик следует отнести также то, что за счет, например, коррозии обкладок конденсато ра или за счет отложений на их поверхностях различных примесей происходит изменение нулевой емкости (емкости пустого датчика), что требует частой его повторной калибровки. Эта операция достаточно трудоемкий, сложный и продолжительный процесс. Цель изобретения - повьпцение точности определения состава жидкости, сокращение времени проведения анализа и упрощение работы с датчиком. Поставленная цель достигается тем, что в датчике, содержащем емкость для жидкости, являющуюся наружной обкладкой цилиндрического конденсатора и образованную цилиндрической стенкой, закрытой в нижней части герметично вставленным в нее дном, размещенную в этой емкости внутреннюю цилиндричес кую обкладку конденсатора, штуцер для подвода газа в емкость и подсоединенные к обкладкам конденсатора электрические выводы для подключения его к измерителю емкости, на боковой поверхности дна вьшолнена кольцевая проточка соединенная со штуцером для подвода газа и с емкостью для жидкости через вьтолненные в дне каналы часть которых вьшолнена в виде проточек на боковой поверхности дна, а остальные - в виде наклонных каналов, выходные от9764 верстия которых лежат в пределах окружности с диаметром, меньшим диаметра внутренней обкладки конденсатора, причем суммарное проходное сечение всех каналов меньше сечения кольцевой проточки. На фиг. 1 представлен датчик для определения состава жидкости; на фиг. 2 характер расположения выходных отверстий каналов в дне датчика для барботажа жидкости кислородом и продувки зазора между обкладками конденсатора (между корпусом и внутренним цилиндром датчика), Датчик состоит из корпуса, выполненного в виде емкости, вьшолняюшей роль наружной обкладки цилиндрического конденсатора и образованной цилиндрической стенкой 1. Снизу.в стенку 1 вставлено дно 2. В емкость помещена внутренняя цилиндрическая обкладка 3 конденсатора. Датчик снабжен штуцером 4 для подвода газа в емкость. В емкости размещены карман 5 для термометра и винт 6 корректировки нуля. Емкость снабжена вентилем 7 для стравливания избыточного давления. На штуцере 4 установлен вентиль 8 и накидная гайка 9. Подсоединенные к обкладкам конденсатора электровыВОДЫ для подключения конденсатора к измерителю емкости образуют контактную вилку 10, На боковой поверхности дна 2 выполнена кольцевая проточка 11, соединенная со штуцером 4 и с емкостью через вьшолненные в дне каналы в виде проточек 12 на боковой поверхности дна и в виде наклонных каналов 13, выходные отверстия которых лежат в пределах окружности с диаметром, меньшим диаметра внутренней обкладки 3 конденсатора. Суммарное проходное сечение всех каналов меньше сечения кольцевой проточки 11. Датчик работает следующим образом. Перед заполнением датчика исследуемой жидкостью проверяют его нулевую электрическую емкость. Если она отличается от первоначальной (например, увеличи- лась), то перемещением винта 6 добиваются исходной величины. После корректировки датчик через вентиль 8, кольцевую проточку 11, каналы 12 и 13 заполняют исследуемой жидкостью. Если это четырехокись азота без растворенной в ней окиси азота, определение количества азотной кислоты в ней делают обычным методом, измеряя диэлектрическую по- сто$шную жидкости, В случае, если в датчик помешен раствор окиси азота в четьфехокиси азота, то для определения

концентрации окиси азота в растворе сначала определяют диэлектрическую постоянную раствора, после чего через вентиль 8, по кольцевой канавке 11 подают кислород к отверстиям 12и13(на

фиг. 1 направление потока газа показано стрелками). При этом вентиль 7 слегка открывают для стравливания избытка давленияв датчике.

Кислород, проходя через отверстая 12 и 13, барботирует через жидкость в зазоре между стенкой 1 и цилиндрической обкладкой 3, а также внутри ее. Этим достигается полное окисление оки- си азота как внутри обкладки 3, так и в зазоре между стенкой 1 и обкладкой 3 конденсатора. При этом наклон оси каналов 12 увеличивает продолжи-гельность контакта кислорода с жидкостью в зазоре, а также способствует более интенсивному ее перемешиванию с основной массой жидкости в датчике. После окисления окиси азота кислородом определение и вычисление концентраций окиси азота и азотной кислоты в жидкости выполняют обычным известным методом.

Использование изобретения дает возможность повысить качество анализа, упростить процесс анализа, сократить

время, расход кислорода и теплоносителя при определении его состава. Снижается также трудоемкость обслуживания датчика, так как сокращается количество повторных его калибровок, что улучшает технико-экономические показатели технологических процессов в промышленности или энергетических установок в целом.

Формула изобретения

Датчик для определения состава жидкости, содержащий емкость для жидкост

ЯВЛ50ОЩуЮСЯ наружной обкладкой ЦИЛ ШДрического конденсатора и образованную цилиндригческой стенкой, закрытой в нижней части герметично вставленным в нее дном, размещенную в этой емкости внутрешпою цилиндрическую обкладку конденсатора, штуцер для подвода газа в емкость и подсоединенные к обкладкам конденсатора электрические выводы для подключения его к измерителю емкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения состава жидкости, сокращения времени проведения анализа и упрощения работы с датчиком, на боковой поверхности дна стенки выполнена кольцевая проточка, соединенная со штуцером для подвода газа и с емкостью для жидкости через каналы в дне, часть которых вьтолнезда в виде проточек на боковой поверхности дна, а остальные - в виде наклонных каналов, выходные отверстия которых лежат в пределах окружности с диаметро меньшим диаметра внутренней обкладки конденсатора, причем суммарное проходное сечение всех каналов меньше сечения кольцевой проточки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Теплоноситель Нитрин-Т. Технические условия ТУ 6-02-2-568-79, 1979 с. 11, 37-40 (npoTOTiffl).