Датчик элетропроводности жидкости Советский патент 1983 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к физико химическому анализу и может использоваться в качестве первичного преобразователя электропроводности жидких сред, а также в качестве датчика для обнаружения жидких сред в газожидкостном потоке. Изобретение может использоваться для контроля аварийного состояния газожидкостных разделителей. Известно устройство для измерения электропроводности жидкости, содержащее питающий и измерительный транс форматоры, объединенные общим витком в разрыв которого включены электроды датчика Cl. Погрешность измерения данного уст ройства при изменении температуры складывается из погрешности от изменения электропроводности жидкости, а также от изменения геометрических размеров датчика. Так как эти погреш ности имеют одинаковый знак, то точность измерения электропроводности будет недостаточно высокой. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является датчик электропроводности, содержащий два электрода, разделенных диэлектрической втулкой, через которые про ходит контролируемая среда Г2 J. Электропроводность жидкой фазы определяется по формуле где R - сопротивление между электродами датчика; электропроводность контролируемой ясидкости; расстояние между электродами датчика; дигиу1етр изоляционной втулки;Однако известный датчик имеет большую погрешность измерения при изменении температуры контролируемой среды, так как электропроводность жидких сред зависит от ее температуры. Включение в измерительную схему термокомпенсирующих электроэлементов усложняет конструкцию схемы, снижает ее надёжность. Цель изобретения - повышение точности измерения электропроводности при изменении ее температуры. Поставленная цель достигается тем, что диэлектрическая втулка выполнена из эластичного материала, а элекTpojcibi помещены в замкнутый объем, заполненный наполнителем, причем объем наполнителя выбран из соотношения

V

где d, L - диаметр и длина втулки

соответственно;

ot , /J - температурные коэффициенты электропроводности жидкости и объемного расширения наполнителя соответственно.

На фиг. 1 показан датчик, в котором в качестве наполнителя использована жидкость; на фиг. 2 - датчик, в котором наполнитель - диэлектрик.

Датчик содержит электроды 1 и 2, разделенные диэлектрическойвтулкой 3. Электроды датчика помещены в замкнутый корпус 4, заполненный наполни телем 5. В качестве наполнителя может использоваться жидкость 1фиг.1) либо диэлектрик (фиг. .2) Электроды 1 и 2 и корпус выполнены из материалов с малым температурным коэффициентом линейного расширения-.

Датчик работает следующим образом

Контролируемая жидкость проходит по внутренней полости датчика через электроды 1 и 2 и втулку 3. Сопротивление R между электродами 1 и 2 определяется электропроводностью сэ жидкости. Так как электропроводность жидкости является функцией температуры-, то при изменении последней изменяется и сопротивление между-электродами . Однако одновременно с этим изменится и объем наполнителя 5, находящегося в-замкнутом объеме корпуса 4, на величину VpAt, где V - объем наполнителя; fb- температурный Коэффициент, ббъемного расширения наполнителя; л-Ь - абсолютное изменение температуры. Изменение объема наполнителя приведет к изменению диаметра втулки, что в свою очередь приведет к компенсации сопротивления измеряемого участка между электродами 1 и 2 датчика. Сопротивление измеряемого участка при этом будет определяться выражением

L(g (t+ot.AO

(2)

L

где d, L - диаметр и длина втулки

соответственно;

ot, ji - температурные коэффициенты электропроводности жидкости и объемного расширения наполнителя соответственно.

Приравняв выражения (1) и (2), получим соотношение, при котором обеспечивается компенсация погрешности при изменении температуры

Jd UtiL

V

(3) - Ц1ъКак следует из выражения (3), при заданных размерах втулки d ,L и известных коэффициентах ot и р всегда можно выбрать объем наполнителя, при котором будет происходить компенсация температурной погрешности.

Так, например, температурный коэффициент электропроводности раствора составляет 1,9 lOTC t Используя в качестве наполнителя спирт этиловый (коэффициент объемного расширения 1,) , следует при диаметре втулки равном d 3 мг и длине U 5 мм.установить- объем наполнителя V 610 мм. При использовании в качестве наполнителя полиэтилена (коэффициент объемного расширения 1, объем должен быть равен V 447 мм .

Таким образом, предлагаемый дат чик обеспечивает высокую точность измерения электропроводности жидких сред.

Формула изобретения

Датчик электропроводности жидкости, содержащий два электрода, разделенных диэлектрической втулкой, о т.ли ч ающи и ся тем, что, с целью повышения точности измерений, диэлектрическая .втулка выполнена из эластичного материала, а электроды помещены в замкнутый объем, заполненный наполнителем, причем объем наполнителя выбран из соотношения

JTd Lot

V

-v

где of , L - диаметр и длина втулки; d , f - температурные коэффициенты электропроводности жидкости и объемного расширения наполнителя соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Авторское свидетельство СССР № 529404, кл. G 01 N 27/02, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР 667880, кл. G 01 N 27/07, 1980 (прототип).