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

(St) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЖИДКОСТЕЙ

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике .и может быть {Использовано для контроля электромагнитных характеристик жидкостей, например, при определении степени загрязнения . жидких авиационных горюче-смазочных материалов металлическими примесями.

Известно устройство для контроля жидкостей, реализующее принцип высокочастотного трансформирования полного сопротивления контролируемой жидкости, содержащее первичную обмотку, вторичную обмотку, выполненную в виде короткозамкнутого коаксиального цилиндра, состоящего из двух симметричных полуцилиндров, и две ячейки из диэлектрического материала, каждая из которых имеет форму полого тороида с входным и выходными каналами, расположенными диаметрально противоположно, первичная обмотка выполнена в виде двух последовательно соединенных идентичных секций, каждая из которых размещена на соответствующей ячейке, при этом ячейки расположены симметрично относительно внутреннего электрода короткозамкнутого коаксиального цилиндра, а их входные и выходные каналы взаимно перпендикулярны Г1

Недостатком этого устройства явfg ляется низкая-чувствительность измерений, что имеет негативные последствия ,.особенно при контроле электромагнитных характеристик жидкостей с слабовыраженными свойствами,

,5 J разряду которых относятся жидкие авиационные горючесмазочные материалы с металлическими микровключе ниями.

Известно также устройство для

20 контроля электромагнитных характеристик жидкостей, содержащее тороидальную ячейку, выполненную из ферромагнитного материала в виде двух изолированных идентичных полукольцевых полостей, соединенных с двумя парами соосно расположенных вход ных и выходных каналов, стержневой электрод, ось которого совпадает с осью ячейки, измерительную о мотку, выполненную из двух половин, генератор переменного тока и индикатор, полукольцевые полости ячейки расположены симметрично относительно плоскости, проходящей че рез ось ячейки и ее диаметр, а поло вины измерительной обмотки размещены на ячейке симметрично относительно упомянутой плоскости и соеди нены встречно-последовательно с ийдикатором, при этом стержневой элек род подключен к генератору переменного тока ,2 . Недостаток этого устройства заключается в низкой чувствительности измерений по причине малой протяженности участка взаимодействия ко ролируемой жидкости с наведенным пе ременным полем, так как каждая из половин измерительной обмотки размещена вокруг отдельной полукольцевой полости тороидальной ячейки, увеличение,табаритов которой сверх оптимальных приводит к нерациональному возрастанию размеров всего уст ройства в целом. Цель - повышение чувствительности . Цель достигается тем, что в устройство для контроля электромагнитных характеристик жидкостей, содержащее первую тороидальную ячейку из ферромагнитного материала, размещен ную соосно с стержневым электродом, подключённым к генератору переменно го тока, измерительную обмотку, под ключенную к индикатору, и две пары каналов, .введена вторая идентичная тороидальная ячейка, расположенная соосно первой ячейке в каждой ячей ке выполнена кольцевая внутренняя полость, разделенная радиальной пе регородкой, причем соответствующие пары каналов размещены по обе стороны перегородки пар.аллельно ей и с единены с кольцевой полостью, а изм рительная обмотка выполнена в виде четырех идентичных секций, соединенных согласно-последовательно,при этом секции расположены на соответствующих ячейках попарно-симметрично относительно плоскости, проходящей через стержневой электрод и перегородки ячеек. На фиг. 1 представлено устройство, принципиальный вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг.1. Устройство для контроля электромагнитных характеристик жидкостей содержит две тороидальные ячейки 1 и 2 из ферромагнитного материала, которые имеют кольцевые полости с входными каналами 3 и и выходными 5 и 6. Соосно центрам тороидальных ячеек 1 и 2 расположен стержневой электрод 7 подключенный к генератору 8 переменного тока (источник тока, например, с частотой сигнала 1 кГц). Вокруг полостей тороидальных ячеек 1 и 2 размещается измерительная обмотка, образованная из четырех идентичных секций, соответственно 9 и 10, 11 и 12, соединенных друг с другом электрически согласно-последовательно и подключенных к индикатору 13 (например, к электронног-у вольтметру). Входные и выходные каналы ЗиЗиАиЬв каждой ячейке 1 и 2 расположены односторонне-параллельно по обе стороны от перегородки И, а между ячейками 1 и 2 их ориентация взаимно противоположна. Части отдельных секций (9,11 и 10, 12) измерительной обмотки расположены на своих ячейках 1 и 2 симметрично относительно плоскости, проходящей через стержневой электрод 7 и перегородку 1. Работа устройства для контроля электромагнитных характеристик жидкостей осуществляется следующим образом. От ген.ератрра 8 переменного тока подается электрический сигнал на стержневой электрод 7, в результате чего вокруг него, а именно в ячейках 1 и 2, возбуждается переменное электромагнитное поле, силовые магнитные линии которого вкруговую замыкаются (циркулируют) по ячейкам 1 и 2 из ферромагнитного материала. Через кольцевую полость одной из ячеек, например 1, посредством в одного 3 и выходного 5 каналов пропускается поток контролируемой жидкости. Одновременно через кольцевую полость ячейки 2 с входным k и выходным 6 каналами в одинаковом гидродинамическом режиме пропускатся поток эталонной жидкости, с хае ктвристиками которой сопоставяются характеристики контролируемой жидкости. При своем движении через ячейки 1 и 2 оба потока жидкосте образуют фактически круговые встреч но направленные участки, так как толщина перегородки 1 между входны ми и выходными каналами ячеек 1 и 2 мала. Согласно закону электромагнитной индукции вСекциях 9 и 12 наводятся ЭДС. При пересечении содержащимися в потоках контролируемой и эталонной жидкостей металлическими (или ферромагнитными) микровключениями контуров витков отдельных секций измерительной обмотки устройства магнитный поток в них из меняется. За счет соответствующего расположения начал и концов витков (секций) частей 3-12 измерительной обмотки полярности этих ЭДС противо фазны в отдельных секциях 9,10 и-П 12каждой половины измерительной обмотки. В результате,при полной : адекватности электромагнитных харак теристик обоих потоков ЭДС, наводимые в секциях 9-12 измерительной обмотки, компенсируются и результирующая ЭДС всей измерительной обмот ки, регистрируемая индикатором 13, равна нулю. В случае малейшего раз личия между собой электромагнитных параметров потоков контролируемой и эталонной жидкостей на выходе измерительной обмотки появляется соо ветствующий электрический сигнал ра баланса, который после определенной предварительной тарировки индикатор 13дает полное представление об эле ромагнитных характеристик контролируемой жидкости. При использовани устройства, в частности для задач определения степени загрязнения жидких авиационных горючесмазочных материалов, исходным показателем мо жет быть содержание в них металлических (ферромагнитных) микровключе ний. Таким образом, предлагаемое устройство для контроля электромагнитных характеристик жидкостей обладает высокой чувствительностью измере ния в связи с увеличением участков взаимодействия измерительной обмотки с рабочими потоками жидкостей, а также в результате разнонаправленной ориентации потоков, что исключает паразитное влияние на работу устройства внешних подмагничивающих электромагнитных полей. Формула изобретения Устройство для контроля электромагнитных характеристик жидкостей, содержащее первую тороидальную ячейку из ферромагнитного материала, размещенную соосно со стержневым электродом, подключенным к генератору переменного тока, измерительную обмотку, подключенную к индикатору, и две пары каналов, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введена вторая идентичная тороидальная ячейка, расположенная соосно первой ячейке, в каждой ячейке выполнена кольцевая внутренная полость, разделенная радиальной перегородкой, причем соответствующие пары каналов размещены по обе стороны перегородки параллельно ей и соединены с кольцевой полостью, а измерительная обмотка выполнена в виде четырех идентичных секций, соединенных согласно-последовательно, при этом секции расположены на соответствующих ячейках попарно-симметрично относительно плоскости, проходящей через стержневой электрод и перегородки ячеек. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2780968/18-21. .л. G 01 R 33/12, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2889Й8/18-21, кл. G 01 R 33/12, 1980.