Погружной индуктивный датчик электропроводности жидкости Советский патент 1983 года по МПК G01N27/06 

Изобретение oTHOcHT-gH к измерительной технике, испо эуемой для физико-химических иссде юваний, например к приборам, измеряющим элект-. ропроводность жидкости индуктивным, т.е. бесконтактным,.ме,э:одом, и может быть использов.ано для -измерения теплопроводности морской -ВОДЫ в практике гидрохимических исследований океана. . - .:, ;- - V ;

Известен датчик электропроводности жидкости термогалннозонда, содержащий два тороидальных трансформатоjpa, расположенные соосно один над другим и заключенные Bi прочный корпус/ имеющий снаружи изолирующее покрытие и в центре отверстие, в которое вставлена (с заэором) кварцевая трубка для обеспечеийя неизменности внутреннего объема воды при изменени-и давление и температуры. Неизменность объема вода обусловлена стабильностью размеров кварцевой трубки, имеющей весьма малый коэффициент теплового расширения и подвергающейся действию давления среды со всех сторон LI. Корпус, в|лтолняемый металли-веским для обеспечения прочности и возможности приварки труб- чатого кронштейна, должен быть составным, состоящим из собственно корпуса и. крышки, для возможности установки в корпус тороидальных трансформаторов, причем в корпусе, должен быть зазор, исключающий шунтирование водяного витка по сплошному металлическому корпусу. Указанная особенность является недостатком конст10рукции датчика, так как изолирующее покрытие в месте зазора подвергается одностороннему давлению внешней среды и, не имея упора, часто разрушается. Кроме того, технология

15 нанесения изолирующего покрытия очень трудоемкая и не гарантирует высокого качества, к которому предъявляются многочисленные противоречивые требования, та.кие, например, как вы20сокая прочность, хорсяиая сцепляемость с металле корпуса и кварцевым стеклом, тепло- и морозостойкость, эластичность, длительная стойкость в морской воде высокие

25 электроизоляционные свойства. В связи с этим в процессе эксплуатации часто происходят разрушения изоляционного покрытия и,как следстэи,появляются дополнительные погрешности в из30 мерении величины электропроводности.

Наиболее близким к предлагаемому , вляется индуктивный датчик электопроводности жидкости, содержащий еталлический корпус с крышкой, расоложенные в нем трансформаторы, змерительный канал из непроводящео материала, расположенный в корусе 2 .

Однако конструкция датчика остается достаточно сложной и сохраняется нестабильность при повреждении изоляционного покрытия: промежуток между кварцевой трубкой и корпусом требуется заполнять полужидкой изоли рующей массой для устранения попадания в зазор морской воды, что является трудоемким процессом ввиду малых величин самого зазора, больие трудности возникают при креплении кварцевых трубок, имеющих ци- линдрическую форму, которыв при вибрации И ударах в процессе эксплуатации могут иметь осевые перемещения и вообще выпадать из датчика, сохраняется влияние состояния изоляционного покрытия на стабильность работы датчика: при разрушении.покрытия происходит шунтирование меньшей части водяного витка..Кроме того, в рассматриваемой конструкции для герметизации изоляционной втулки требуются дополнительно два уплотнительных кольца, что снижает надежность датчика.

Цель изобретения - упрощение конструкции датчика и повышение стабильности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что в известном индуктивном датчике электропроводности жидкости, содержащем металлический корпус с крышкой, расположенные в нем трансформаторы, измерительный канал из непроводящего материала, расположенный в корпусе, канал выполнен заодно с крышкой корпуса из поликристаллического стекла, крышка выполнена с фаской и снабжена накидной гайкой.

На чертеже изображен датчик электропроводности, разрез

В прочном металлическом корпусе 1 размещены два тороидальных трансформатора 2. Корпус закрывается КРЫШКОЙ 3 из прочного термостабильного диэлектрического материала, выполненной в виде цилиндрической трубки с плоским фланцем. В качестве материала крьаики 3 могут быть использованы термостабильные ситаллы (поликристаллическое стекло), например, марки . или кварцевое стекло, которые имеют достаточно малый.коэффициент термического расширения и, в то же время, высокую прочность.

Крышка 3 герметизируется уплотнительными кольцами 4 и закрепляется на корпусе 1, например, гайкой 5.

Ввиду больших, величин отклонений толщин трансформаторов 2 от их номинальных размеров, после установки их в корпус зазор между верхним трансформатором и крышкой 3 колеблется в широких пределах.

Для устранения этого зазора, на верхнюю плоскость трансформатора устанавливается прокладка б из упругого материала, например из мягкой резины..

Прочный корпус 1 имеет внешнее изоляционное и антикоррозийное покрытие. При погружении датчика в воду образуется, замкнутый виток воды, охватывающий сердечники обоих трансформаторов 2.

При подключении питания к первом трансформатору во втором наводится напряжение, пропорциональное электрпроводности воды. Центральное отверстие корпуса, по которому замыкается водяной виток, калибровано в соответствии со строго опр.еделенными геометрическими размерами крышки 3 в виде трубки с плоским фланцем, Трубка с плоским фланцем, выполненная из диэлектрического матерала, обеспечивает постоянный зазор металлическом корпусе и надежно предотвращает образование проводящей петли, параллельной водяному витку вокруг датчика.

Предлагаемый датчик электропро.водности жидкости стабилен в работе что обусловлено тем, что при разрушении внешнего изоляционного.покрытия показания датчика не меняются, так как разрыв в корпусе 1, заполненный крышкой 3 из диэлектрического материала, имеет небольшую величину и охватывает наиболее эффетивную и стабильную часть водяного витка. Кроме того, датчик характеризуется простотой конструкции и .технологии изготовления, обусловленной малым количеством деталей и сброчных операций, а также использованием высокопроизводительной и легко контролируемой технологии изготовления наиболее ответственной детали (крышки 3) методом заливки в металлическую форму. Уменьшение количества разъемных уплотняемых поверхностей также способствует повышению надежности датчиков. Исключаются потери термостабильных трубок во время эксплуатации ввиду их надежного крепления посредством плоского фланца. Отпадает необходимость трудоемкий сборочной операции заполнение промежутка между корпусом и трубкой густой изоляционной массой.

Формула изобретения

Погружной индуктивный датчик

65 электропроводности жидкости, содержащий металлический корпус с крышкой, в корпусе выполнено сквозное отверстие, внутри корпуса расположены два тороидальных трансформатора, а в отверстии корпуса закреплена диэлектрическая трубка, о т л и ч аю ш и .и с я тем,/что, с целью повышения надежности и упрощения конетрукции датчика, крышка корпуса выполнена заодно с трубкой и закреплена на корпусе посредством накидной гайки.

Источники информации, принятые во внимание При экспертизе

1.Руководство по гидрологическим работам в океанах и морях. Л., Гидрометеоиздат, 1977, с. 570.

2.Авторское свидетельство СССР 672554, кл. G 01 N 27/02, 1979 (прототип).