Способ контроля наличия электропроводящей жидкости и устройство для его осуществления

Способ контроля наличия электропроводящей жидкости и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля наличия электронроподящей жидкости о Цель изобретения - повьппение достоверности контроля. Замыкае№1е электропроводящей жидкостью электроды выполнены так, что при замыкании образуется термопара, что повьппает информативность способа, поскольку кроме измерения сопротивления между электродами , измеряется термоэдс. Устройство , реализующее способ, состоит из мерной емкости, в которой размещень1 изолированные от электропроводящей жидкости электропроводящие стойки , к одному концу которых присоединены рабочие электроды, к другому, выпeдeннo fy из мерной емкости , подсоединены токопроводящие жилЫо При отсутствии электропроводящей жидкости цепь разомкнута, при наличии жидкости электроды замыкаются и образуется термоспай, 2 с. и 31 з.П| ф-лы, I 5 ил. § (О

ССНОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„526

А1 (51)5 С 01 К 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ,и сГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

,)(46) 15.01.91 Бюл. 11 2 (2I) 4365706/21 (22) 21ь01.88 (72) В,Г. Щекотов и Л.Л. Петренко (53) 536.532 (088.8) (56) Технические проблемы реакторов на быстрых нейтронах. Под ред.

Ю.E. Багдасарова, "1.:. Лтомиздат, 1969, с. 187. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НЛЛИЧИЯ ЭЛГКТРОПРОВОДЯЩЕ11 НИЛКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

F.ГО ОСУЩГСТВЛВНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дця контроля наличия электропроводящей жидкости.

Цель изобретения — повьглецие достоверности контроля. Яамыкаемые электропроводящей жидкостью электроды выИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на энергетических и экспериментапьных ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем для контроля за утечкой теплоносителя из технологических контуров, Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет определения температуры и скорости натекания эпектропроводящей жидкости.

Способ контроля наличия электропроводящей жидкости осуществляется следующим образом. В процессе контроля ведут непрерывные измерения conpoIтивления измерительной цепи, представляющей из. себя два разомкнутых прополцены так, что при замыкании образуется термопара, что повышает информативность способа, поскольку кроме измерения сопротивления м ду электродами, измеряется термоэдс. Устройство, реализующее способ, состоит из мерной емкости, в которой размещены изолированные от электропроводящей жидкости электропроводящие стойки, к одному концу которых присоединены рабочие электроды, к другому, выведенному из меРной емкости, подсоединены токопроводящие жилы. При отсутствии эяектропроводящей жидкости цепь разомкнута, при наличии жидкости электроды замыкаются и образуется термоспай. 2 с. и 31 3 п, ф-лы, 15 ил. водника тока, выполненных иэ различных по химическому составу матери" алов. В случае изменения сопротивле" ния, свидетельствующего о наличии замыкания в измерительной цепи, начинают измерять термоэдс и изменение этой термоэдс. По измеренным термоэдс и изменению термоэдс во времени определяют с учетом температуры контролируемой электропроводящей жидкости, в каком месте произошло замыкание цепи, в контролируемом объеме или вне его, и скорость натекания жидкости.

Способ может быть реализован устройствами, примеры реализации которых показ аны на фи г ° 1-1 5.

1526368 удельная дифференциальная термоЗДС для данной пары металлов; температур» спая а. того буде . -($ ÷èòèÂßòüу что

1 l l | п.1м ВГ BhThl де С дх

Т— ч

Кром согласно

На фиг.1 изображен первый йри-, мер конструктивного выполнения устройства.

Устройство содержит два разомкну"

5 тых неизолированных рабочих электрода 1 и 2, каждый из которых соединен при помощи спаев 3 и 4 с концами, размещенными в контролируемом объеме 5 электроцроводящих стоек 6 и 7, каждая из которых, в свою очередь, размещена в изоляторах 8 и 9, общее основание 10, на котором укреплены электропроводящне стойки 6 и 7, размещенные в изоляторах,8 и 9, и которое обеспечивает сбор контролируемой злектропронодящей жидкости 11, попавшей в копгролиру; †.лш обьем 5, и две токопроводящие жилы 1? и !3, расположенные в изоляторах 14 и !5 и соединенные со свободными выведенными из контролируемого объема 5 концами электропронодящ1х стоек 6 и 7 при помощи спаев 16 и 17. В этом устройстве в изоляторах 8 и 9 имеются отверс- 25 тия 18 и 19, расположенные между креплением рабочих электродов 1 и 2 в точках спаен 3 и 4 и дном 20 основания, которые обеспечивают доступ электропроводяг ей жидкости 11 к элект-30 ропроводящим стойкам 6 и 7.

Химический состав материала рабочих электродов 1 и 2, электропроводящих стоек 6 и 7 и токопроводящих жил

12 и 13 позволяет получить различные

35 варианты технической реализации данного устройстна с точки зрения получения дополнительной информации в процессе .измерений.

Рассмотрим варианты с использова- 40 нием двух отличных по химическому составу материалов. Обозначим эти материалы через индексы А и Х (напри" мер, алюмепь и хромель).

При рассмотрении работы устройст- 45 ва для оценки получаемого эффекта положим, что проводник из материала А при соединении с проводником из материала Х в месте сная ц эквивалентен источнику напряжения с ЭДС

50 !АМ 11 Х4 )

А4 1 хх 0 ð

3AX+KFY ХpY у (2) где индексами А, Х и Y обозначены различные по химическому составу материалы проводников, Для определенности положим, что

ЭЧС направлена от элемента А к элементу Х.

Вариант 1.

Рабочий электрод i, электропрово" дящая стойка 6 и обе токопроводящие жилы 12 и 13 выполнены из материала

А, а рабочий электрод 2 и электропронодящая стойка 7 — из материала Х.

Для рассмотрения работы устройства введем спай о, образуелый путем соединения токопроводящих жил 12 и

13 в спай, который находится при ) известной температуре Т . Кроме того, для упрощения обозначим свай, образующийся при замыкании рабочих электродов 1 и 2 электропроводящей жидкостью 11 HHppKcQM Q, спай 3— индексом Q спай 4 — индексом р спай 16 — индексом 8 и спай 17 — индексом К (см.фиг.1). Обозначим также место возможного контакта электропроводящей стойки 6 с электропроводящей жидкостью 11, находящееся в месте . расположения отверстия 18, индексом

М, а место возможного контакта электропроводящей стойки 7 с электропрово- дящей жидкостью 11, находящееся в месФ те расположения отверстия 19 — индексом г

Устройство работает следующим образом.

При попаданци электропроводящей жидкости 11 в контролируемый объем

5 она с помощью основания 10 начинает собираться в районе рабочих электродов 1 и 2. В результате натекаиия электропроводящей жидкости 11 через некоторое время ее уровень относительно дна 20 оси .запил 10 поднимается до уровня 21, на котором происходит замыкание электродов 1 и 2, В результате электрическая цепь, состоящая из рабочих электродов 1 и 2, электропроводящих стоек 6 и 7 и двух токопроводящих жил 12 и 13, замыкается через электропроводящую жидкость

11 ° и становится пригодной для измепения температуры (термоЭДС1. При

Зная объем V пространства между уровнями 21 и 22 (его можно измерить при изготовлении устройства) и изме" рив время t, в течение которого наб- . людается термоэдс в измерительной цепи, можно определить скорость натекания электропроводяц|ей жидкости

11 в контролируемый объем 5 по формуле

Таким образом, нзян в качестве. общего основания 10 мерную емкость (cM.фиг.1), можно определять скорость натекания электропроводящей жидкости 11 в контрол«руемый объем

5, что является надежным дополнитель5 526 368 этом места контактов рабочих электродов 1 и 2 с электропроводящей жидкостью 11 можно рассматривать как соответствующие спаи проводников с разным химическим составом (рабочий

5 электрод 1 — электропроводящая жидкость 11 и электропронодяцая жидкость

11 — рабочий электрод 2) . Учитывая, что рабочие электроды и 2 расположены на достаточно близком расстоянии друг от друга и, следовательно, температуры в точках их контактов с электропронодящей жидкостью практически равны, из закона Вольты (2) получаем, что замыкание рабочих электродов 1 и 2 электропроводящей жидкостью 11 практически эквивалентно образованию с«ая непосредственно между электродами I и 2 (с точки зре- 20 ния образования термоЭДС), Поэтому обозначим образующийся фикт«нный спай электродов и 2 индексом д.

Структурная схема устройства по варианту изображена на фиг.2. Здесь 25 показаны только спаи, в которых вырабатывается термоэдс.

Из структурной схемы устройства, изображенной на фиг,2, видно, что при замыкании рабочих электродов и 2 электропроводящей жидкостью I! образуется термопара, измеряющая < разность температур н точках 0 и к, т е практически между электропроводящей жидкостью !! и дном 20 основания 10.

Поэтому наличие в измерительном контуре термоЭДС свидетельствует о попадании в контролируемый объем 5 электропроводящей жидкости 11 °

Из примера конструктивного выполнения устройства, изображенного на фиг.l, и структурной схемы варианта

l выполнения устройства, изображенной на фиг.2, вид«о, что в случае замыкания цепи нне контролируемого объема 5, т.е. в случае перемыкания токопроводящих жил 12 и 13, термопары не образуется и термоЭДС в цепи отсутствует.

Таким образом, наличие термоЭЛС является сигналом о наличии в контролируемом объеме 5 электропроводящей жидкости 11, а отсутствие — о неисправности устройства (замыкании в линии связи).

Вариант 2.

Рабочий электрод 1, электропронодящие стойки 6 и 7 « обе токопроводящие жилы 12 и 13 выполнены из мате6 риала А, а рабочий электрод 2 - из материала Х (см.М г. ) .

Устройство работает следующим образом.

При попадании электропроводящей жидкости 11 в контролируемый объем 5 она с помощью основания 10 начинает собираться в районе рабочих электродов 1 и 2. В результате натекания электропроводящей жидкости II через некоторое время ее уровень относительно дна 20 основания 10 поднимается до уровни 21, на котором происходит замыкание электродов I и 2. В результате электрическая цепь, состоящая из рабочих электродов 1 и 2, электропронодящих стоек 6 и 7 !г дйух токопроводящих жил !2 и 13, замыкается через электропроводящую жидкость

11 и становится пригодной для измерения термоэдс.

Структурная схема устройства по варианту 2 изображена на фиг.3

При замыкании рабочих электродов

I и 2 электропроводящей жидкостью

II образуется термопара, измеряющая разность температур в точках а и (Так«м образом в измерительной цепи появляется и термоэдс, которая может быть зафиксирована соответствующим измерительным прибором, Ilo мере натекания электропроводящей жидкости !! ее поверхность достигает уровня

22, «а котором происходит замыкание электропроводящих стоек 6 и.7, что приводит к автоматическому отключен«ю спаев g u g и пропаданию термо-.

ЭДС в измерительной цепи (замкнуты проводники из материала, имеющего один и тот же химический состав).

0=v/t, м /с (3) 1526368 ным свидетельством наличия в контро» лируемом объеме 5 электропроводящей жидкости 11.

В случае замыкания измвритвльной цепи вне контролируемого объема 5, 5 т,в. a случ е леремыкания токопрокодящих жил 12 и 13, термопары нв образуется и термоэдс в цепи отсутствует.

Таким образом, наличие термоэдс

B твчение какого-То времени является сигналом о наличии в контролируемом объеме 5 злектропроводящей жидкости

11, а замыкание цепп прп отсутствии термоЗДС котя бы н какой-то момент времвни свидетельструет о неисправности устройства (за:.икание в линии связи) .

Вариант 3.

Рабочий электрод 1, эгектропроводящая стойка 6 и токоведушая жила 12 выполнены из материала А, а рабочий электрод 2„ электропроводящая стойка 7 и токоведущая жила 13 выполнены из материала Х. 25

Устройство работает следующим образом.

При попадании электропроводящей жидкости II в контролируемый объем

5 она с помощью основания 1О начинает 30 собираться в районе рабочих электродов 1 я 2. В результате натекания электропроводящей жидкости ll через некоторое время ее уровень относительно дна 20 основания I0 поднимается до уровня 21, на котором происходит замыкание рабочих электродов

1 и 2. В результате электрическая цепь, состоящая из рабочих электродов 1 и 2, электропроводящих стоек 6 и 7 и двух токопроводящих жил 12 и

13, соединения.х спаями 3,4, 16 и 17, замыкается через электропроводящую жидкость 11 и сrаловится пригодной для измерения терг.оэдс. 45

Структурная схема устройства по варианту 3 изобр;ю--.ена на Аиг. 4.

При замыкании рабочих электродов

1 и 2 электропре водящей жидкостью 11 образуете я тегмопара, измеряющая раз50 ность температур в точках а и о

TBKHM образом в ftýìåðèòåëüíoé цепи появляется тер

55 в темп ер ач ур пук ш калу.

Поскольку м,-t 1 впее положили, что температура сп;.в 1 лав,"стна, то по данному ва и, 1l. ппахтп

В данном варианте реализуется вариант синтеза обычной термопары с рабочим спаем в точке замыкания, Вариант 4.

Рабочий электрод 1, электропроводящая стойка 7 и токоведущая жила 13 выполнены из материала А, е рабочий электрод 2, электропроводящая стойка 6 и таковедущая жила 12 — иэ материала Х. и

Устройство работает следующим образом.

При попадании электропроводящей жидкости 11 в контролируемый объем

5 она с псмоц1ью основания 10 начинает собираться в районе рабочих электродов 1 и 2. 13 результате натекания эпектропроводящей жидкости Il через некоторое время ве уровень относи". тельно дна 20 основания 10 поднимается до уровня 21, на котором происходит заьз капие электродов 1 и 2. В результате электрическая цепь, состо-. ящая из рабочих электродов 1 и 2, электропроводящих стоек 6 и 7 и двух токопроводящих жил 12 и 13, замыкается через элвктропроводящую жидкость 11 и станов тся пригодной для измерения термоэдс.

Структурная схема устройства по варианту 4 изображена на фиг.5, а эквивалентна электрическая схемана фиг.6.

При замыкании рабочих электродов

I и 2 электропроводяцей жидкостью 11 на уровне 21 обра. . ется электрическая цепь (см.Лиг.5 Х-с-Л;а-Х-)-А.

Поскольку дня измерения термоЭДС в измерительную цепь включается измерительньtA прибор, имеюгп и большое электрическое сопротивление, то сопротивлениями проводников R „, R „, 3с По 13 Д " Пд можно пре пебречь (см.Лиг,о). В результате по-, лучаем, что термоЭДС, вырабатываемая данным устройством, будет равна

1526 3Г) Я

" = " Их Ех д " до " дд

Выразив термоЭЦС, входящие н дан.ные уравнения, через удельную диффе- 5 ренциальную термоЭДС Х и проведя соответствующие преобразования, применяя соотношения (2), получим (Ть + Vî дх(Тс +Тд) 1О (4) дух+ " х д = балх(То Т ЗО (5) При выводе вырзжения (5) принято, что Т = Тг = Т . Кроме того, из условий симметрии полагаем r = Т .

Анализируя выражения (4) и (5 ), 35 можно сделать вывод, -)то, если задать Т = Т, то при замыкании рабочих электродов 1 и 2 электропронодяшей жидкостью 11 и при достижении ею уровня 2?, термоЭДС устройства ме- 40 няет свой знак на противоположный, что может быть легко зарегистрировано измерительным устройством. Кроме того, зная объект пространства между уровнями 21 и 22 и измерив время, 45 в течение которого набл|одается термоЭДС одного знака, можно по формуле (3) определить скорость натекания электропронодящей жидкости 11 н контролируемый ооъем 5. 50 Температуру Т, можно ной температуре газа, и в контролируемом объеме обычно бывает известной обычно бывает известно, же температуры газа, на контролируемом объеме 5 ратура собираемой контр принять раваходящегося

5, и которая

Кроме того„ выше или ниходя ще ra ся в ,будет темпеолируемой

По мере натекания электропроводящей жидкости II ее поверхность достигает уровня 22, иа котором происходит замыкание электрог)роводящих стоек 6 и 7 к точках M и г, что приводит к соотнетстзующему изменению измерительной цепи. При этом, поскольку рассгояние между электроцроводящимп стойками достаточно мало, то сопротивлением эпектропроводящей жидкости можно пренебречь, Иэ-за большого сопротивления измеригельного прибора 25 можно пренебречь сопротивл:пиямн проводников )), и Р, (rм.фиг.6) . В охм результате йолучаем электропронодящей жидкости 11, Т .

Отсюда получаем, что знак термоЭДС устройгтна будет +" с перех<)дом на при Т с Т и и-) с переходом на "+" при Т ) Т„(при предположении, что термоЭДС направлена от материала A к материалу Х).

На фиг.7 изображен другой пример конструктивного выполнения устройства °

Данное устройство содержит точно такие же элементы, как и устройство, изображенное íà фиг.), и, кроме того, оно дополнительно содержит токопроводящую жилу 23, расположенную и изоляторе 24, которая соединена спаем

16 го свободным выведенным йз контролируемого объема 5 концом электропроводящей стойки 6 и токопроводящей жилой 1 2, Введе ие дополнительной токопронодящей жилы 23 позволяет одновременно реализовать дна любых из ньппеперечисяенных варианта и, кроме того, дополнительно измерять температуру спая

16 (точка e ), что также повышает инфог)матинность измерений. Для примера принадем один из возможных варианTo B технической реализации данного устройства.

Вариант 5.

Габо )ий электрод 1, электропроводящая стойка 7 и токонедущие жилы 12 и 13 выполнены из материала А, а рабочий электрод 2, электропроводящая стойка 6 и токоведущая жила 23 выполнены из матери;")1а Х, Устройство работает следующим образом.

При попадании электропронодящей жидкости 11 в контролируемый объем

5 она с помощью основания 10 начинает собираться в районе рабочих электродов 1 и 2. В результате натекания электропроводящей жидкости 11 через некоторое время ее уровень относительно дна 20 основания 10 г|одннмается до уровня 21, на котором происходит замыкание электродов 1 и 2. В результате электрическая цепь, состоящая из рабочих электродов 1 и 2, электропронодящих стоек 6 и 7 н токопрово дящих жил 12 и 13 и 23, замыкается через электропронодящую жидкость 11 и стано тся пригодной для измерения термоэдс.

Структурная схема устройства по варианту 5 изображена на фиг:8.! 526368

1г ции данного устройства.

Вариант 6, Рабочий электрод I, рабочие стойки 7 и токоведущпе жилы 12 и 13 выполнены из материала Л, а рабочий электрод 2 и токоведущие жилы 25 и

23 и электропроводящая стойка 6 - из материала Х. устройство работает следующим об45 разом.

При отсутствии в контролируемом объеме 5 электропронодящей жидкости

11 рабочие злектрсды I и 2 разомкнуты и ток ло цели гокопроводящая жила

12 или токопровоцящяя жила 23 — эпект ропроводящая стойка 6 — рабочий электрод — рабочий электрод 2 — электропроводяшая стойка 7 — токопроводящая жила 13 нли токопповодящая жила 25 протекатт пе мож г, Отсутствие ноэПри рассмотрении структурной схемы устройства видно, что данное устройство реализует вариант 4 и позволяет измерять температуру в точке Е, Кроме того, реализуется еще один не рассмотренный ранее вариант образо" ванич измерительной цепи А-б-Х-С-А6-Х-)-А. Если положить Те Т, то решив уравнения для получающихся при замыкании электрических цепей, получим, что термОЭДС устройства для последнего варианта измерения определяется разностью температур в точках 6 и cl, причем изменение уровня электропроводящей жидкости l! до уровня 22 приводит к изменению знака термоЭДС, На фиг.9 изображен еще один пример конструктивного влпллнеиия устрой-20 ства.

Данное устройство содержит точно такие же элементы, как и устройство, изображенниое ня фиг.7, и, кроме того, оно дополнительно содержит токопрово- 25 дящую жилу 25, par положенную в изоляторе 26. причем такопроводящал жила

25, токоппоподящая кила 13 и конец электрспроволящей стойки 7, выведенный из контролпруемога объема 5, сое- 3О динены вместе спеем !7, Введение дополнптельпой токопроводящей чилы ?5 Ilo3вопяет реализовать сразу несколько иэ рассмотренных выmo варньп тов и, кроме того, дополнительно измерять температуру спая !7 (точка К ).

Для примера приведем один иэ возможных вариантов технической реализаможности протекания электрического тока по данной электрической цепи является свидетельством отсутствия ! злектропроводящей жидкости 11 в контролируемом объеме 5 или короткого замыкания между токопроводящими жилами

12 и IÝ, 12 и 25, 23 и 13, а также 25 и 23. При этом имеется возможность при выполнении ",îl.îïðoâîäÿtttèõ жил 12 и 13 из материалов, отличных по химическому составу от материалов токопроводящих жил 23 и 25, измерять температуру в местах спаев !6 и 17 (точки

Е и К соответственно).

При попадании электропроводящей жидкости 11 в контролируемый объем 5 она с помощью основания 10 начинает собираться в районе рабочих электродов I и 2. В результате натекания электропроводящей жидкости 11 через некоторое время ее уровень Относительно дна 20 основания 10 под помается до уровня 21, на котором происходит замыкание электродов и 2. В резульTÿòå электрическая цепь токопроводящая мпла 12 или токопроводящая жила 23 — электропроподящая стойка 6 рабочий электрод 1 — рабочий электрод

2 — злектропроводящая стойка 7 --токопрсводящая жила 13 или токопроводящяя жила 25 замыкается через электр Оп,"ОподлГщю жидкОсть I l и становится пригодной для измерения термоЭДС.

Структурная схема устройства по варианту 6 изображена на фпг.lO, а эквивалентная электрическая схема — на фиг. ! . Iiptt этом вводится опорный спяй b Образуемый токопроводящимй жилами в месте присоединения к измерительному прибору, которь и находится прн известной температуре Т . Предполагается, что температуру  в точке присоединения токопроводящих жил к измерительному прибору можно легко измерить.

На схеме показан один иэ возможных вариантов подключения устройства к измерительному прибору, осуществляе- мый при помощи пе;.Ьключателей П1 и П . При этом переклк1чятель П двухсекционный, имею ш две секции

П, и П .

Иэ Лиг.10 видно, что при замыкании рабочих элсктродоя I и 2 образуется 6 различных изл ерптельпых цепей:

l3! 526368

)0

Для цепи Х-С-А-а-Х-д-А-K-X

EXeA + "ХС А + Еда Х + Е))дд + Акх)

Для цели А-е-Х-с А-а-Х-д-А

Едвх + EXcA + ЕАпх + EX4,4<

Для цепи Х-))-А-Е-X-С-А-а-Х-4-А-K-

-Х

Е+- " -ЕдвX +ЕдеХ +E Хс д + ЕАа Х+

+ Ехдд + Едкх) Для цепи А-в-Х-е-А

E5 — "-АеХ EA«X)

Дпя цели А-B-Х-«-А

F AsX

Используя соотношения () ) и (2), получим для нынепринеденных соотнонений, выражающих измеряемую термоЭДС для всех образующихся измерительных цепей устройства, соответственно

Е< - )! (г, + тд т ); т т

-а тс

Е =Хд„(та т

-к

55 б) 4х(Е

Е = 4„х(", г-) ° т,);

+ г и

<. т и т с т к т — т,,А-в-Х-е-А

-А-6-Х-K-А

- А-ь-Х-е-Х-с-А-а-Х-д-А-к-А=A-в-Х-с-А-а-Х-Д-А

-Х-с-А-а-Х-д-А-к-Х

-A-e-Х-с-А-а-Х-д-А

-X-ь-А-е-Х-с-А-а-Х-Д-А- k-Х

Первые две измерительные цепи позволяют измерять температуру в точках е и К относительно точки 6 .

Сопротивление измерительного прибора достаточнЬ велико и сопротивлениями проводников Пеxвe <1едв1 R 4

R и R „> можно орежесречь (см.жмг.! I ) .

«хв

Кроме того, из условий симметрии нидНО ° ЧТО ТЕ =. Т « И T

С учетом нынеуказаннь)х замечаний получаем (си,фиг.ll) . 25

Дпя цепи А-В-Х-с-А-а-Х-Д-А

"< (Е4ьх + Ехс4

Едах + Е)<дд) < 4„(т„- т,).

Е< = А„„(T„)

Еа = Ъ4„(т« - Т„); е, = 4„„(т, — т„); е<. = )) (т + т„— т, - T ); — Е

Е = Еь

Кроме того, возможно замыкание токопроводящих жил 17 )3 21 и 23 непосредственно, минуя рабочие электроды I и 2 и электропроводящие стойки 6 и 7 (замыкание н линии связи), При этом н месте замыкания будет соот" нетстнующая температура Т>, а териоЭДС для различных цепей устройстна будет соответственно составпять т„); е, - )) „(т, E =0 (т р

E =44„(Tq

„„(т

Tb) < т ); т )1

Из условий симметрии можно положить Тс = Т и Т = Т«, Анализируя полученные ныне выраженияя для каждой измерительной цели, можно сделать следующие выводы. цепь (А-В-Х-с-А-а-Х- -А) совпадает с вариантом 4, списанным выше, цепи (A-I)-Õ-с-A-А-Х-g Л), (А-

Ф нсе другие цепи реализуют не рассмотренные выше варианты, По мере натекания электропронодящей жидкости Il ее поверхность достигает уровня 22, на котором происходит замыкание электропроводящих стоек 6 и 7 в точках 44 и Г, что приводит к соответствующему изменению измерительной цепи. При этом, поскольку расстояние между электропроводящими стойками достаточно мало, то сопротивлением электропронодящей жидкости можно пренебречь. В результате для вьпперассмотренных измерительных цепей получаем соответственно

1526368

Введение доно 1ш1тельных электропроводящих стоек ?7 и 28 позволяет измеря гь температуру спаев 3 и 4 (точки с и )

Рассмотрим Од»в »з Возможных вариантов реалиэвц»и данного устройства.

Вариант 7, Рабочий электрод 1, электропроводяmàÿ стойка б, ток< Ведущая жила 12, 55 элекfpoTIpoR.1»»l f . <-.тойка 7 и токоведущая сива 1.3 «и< I .Ины иэ материала

А, а рано; ш ->век г роц ?, электропро50 полохо1тельный эффект достигается, „ если имеется отличив р- значениях соI ответствующи:: температур, при температуре контролируемой электропроводящей жидкости 11, fe

5 равной полов1 не суммы температур спаев 3 и 4 (точки с и ) ), всегда можно определить скорость натекания электропроводящей кидкгсти 11) с точки зрения контроля на замыкание в линии связи наиболее лучшими являются цепочк» Х-с-А-О-Х-)-А-К-Х и A-e-X-C-A-a-X-)-A; наибОльшую информацию О -" строй ства можно получить, е<.ли знать температуры слоев 3 и 4, т.е. Т;. и Т .

На основе анализа работы устроиства ffo Варианту 6 можно рассмотреть еще один пример конструктивного выполнения устройства, который изображен на фиг.lZ.

Данное устройство содержит точно такие же элементы, KQK и устройства, изображенное иа фиг.l, и, кроме то- 25 го, оно д -исл.итсльно содержит электропроводящи» стойки 27 и 28, размощенные В изоляторах 29 и 30 и соединенные св п»1» копнами, размещенными

В контролиру..мом Объеме 5 при помощи спаев 3 и 4, с рабочими электродами

1 и 2 !I с Ko!!!iами, размещен«ими В контрол»руемом Объем; 5 электропроводящих стоек 6» 7, токоироводящие жилы 31 и 32 асвоr!c; . »ные в иэолято)

35 рах 33 и 34, !,Оторы соед»иены спаями

35 и 36 со o!!oi» pm!»» ви»зедениыми из контрол»руем:. I О объема 5 кочцами электропроводящих r"тс ек ?7 и 28 соответственно. В этом устройстве в изо- 40 ляторвх 29;I 30 имеются отверстия

37 и 38, расположешв1е на одном и том же уровне с Отверстиями 18 и 19, которые обеспечивают доступ электрОпроводящей жидкости ll к электропроводящим сто кам 27 и 28.

le водящ»е стойки 27 и 28 и токоведущие жилы 31 и 32 выполнены из материала Х.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в контролируемом объеме 5 электропроводящей жидкости

11 рабочие электроды 1 и 2 разомкнуты и ток по цепи токопроводяшая жила !2, спей 16 и электропроводящяя стойка

6 или токопроводящая «жила 31, спай

35 и электропроводящая стойка 27 спай 3 — рабочий электрод 1 — рабочий электрод 2 - спай 4 — электропроВодящая стойка 7, спай !7 и токопроводящая жила 13 или электропроводящая стойка 28, спай 36 и токоведущая жила 32 протекать не может из-за отсутствия электрического контакта между рабочими электродами и 2. Отсутствие возможности протекания электрического тока по данной электрической цели является свидетельством

Отсутствия электропроводящей жидкости 11 в ко.стролируемом объеме 5 или короткого замыкания между токопроводящ»ми жилами 12 и 13, 1? и 32, 13 и 31, а также 31 и 32.

При попадании электропроводящей жидкости 11 в контролируемый объем S она с помощью Основания »О начинает собираться В районе рабочих электродог и 2. В результате натекания электрогроводящей жидкости 11 через некоторое Время ее уровень относитель" по дна 20 Основания lg поднимается до уровня 21, на котором происходит замыкание электродов и 2. В результате электрическая цепь токопроводящая жила 12 — спай 16 и электропроводящая стойка 6 или токопроводящая жила 31, спай 35 и электропроводящая стойка 27 — спай 3 — рабочий электрод 1 — рабочий электрод 2 — спай 4 — электропроВодяшая стойка 7, спай 17 и токопроводящая жила 13 или электропроводящая стойка 78, спай 36 и токоведущая жила 32 замыкается через электропроводящую жидкость ll и становится пригодной для измерения термоЭДС.

Структчрная схем:. устройства по ва" рианту 7 изображена на фиг.13, а эквиВалентная электрическая схема — на фиг.14. При этОм ВВОдитсЯ опорный спай ф, образуемый токопроводящими жилами в мебте присоединения к измерительному прибору, который находится при известной температуре т . Предполагается, что температуру Т в точке

«7

1526368

18 присовдинения токопронодящих жил к измерительному прибору можно легко измерить, На схемах (фиг ° 13 и фиг. 14) показан один из возможных вариантов подключения устройства к измерительному прибору, осуществляемый г.ри помощи переключателей П и П, При этом переключатель П«, — днухсекционный, имеющий«0 две секции П ., и П4

Из структурной схемы устройства (см.фиг.13), видно, что при замыкании рабочих электродов 1 и 2 образуется

6 различных измерительных цепей:

-(А-ь-Х-с-A)

-(А-в-Х-д-A);

-А-в-Х-д-Х-g-А-с-А) = (А-в-Х-cI-А);

- (А- в-Х-с-А-q-X-д-А);

-(А-с-А-а-Х-д-А) = (А-а-Х-g-A);

-(Х-с-А-а-Х-р,-Х) = (Х-с-А-а-Х);

Первые две измерительные цепи позволяют измерять температуру в точках и р, относительно точки 4 в случае отсутствия замыкания токопронодящих жил 12,13,31 н 32 или электропронодящих стоек 6,7,27 и 28 между собой.

По мере натекания электропроводящей жидкости !1 ее поверхность достигает уровня 22, на котором происходит замыкание электропроводящих стоек 6, 7,27 и 28 в местах расположения отверстий 18,19,37 и 38 в изоляторах

8,9,29 и 30 соответственно.

Дпя упрощения рассмотрения работы устройства обозначим место возможно40 го контакта эл ектропроводящей стойки

27 с электропронодящей жидкостью 11, находящаеся и месте расположения отверстия 37, индексом g, а место нозможного контакта электропронодя45 щей стойки 28 с электропроводящей жидкостью 11, находящееся в месте расположения отверстия 38, индек" сом h

При рассмотрении работы устройст50 ва учтем также возможность замыкания токоведущих жил 12,13,31 и 32 между собой непосредственно, минуя электропроводящие стойки 6,7,27 и 28 и рабочие электроды 1 и 2 (замыкание в ли- 55 нии вязи), Обозначим также точки замыкания токоведущих жил 12, 13 31 и

32 индексом .

Для цепи (А-в-Х-a-A) Ет " А (Т - Т)

Е = Ъ А» (То — Тв);

Е1 = К Px (Ty — Tь) ь

Для цепи (A-в-Х-с-А-а-Х-д-А) - Ax(Tc + "-л - Ta — Тв)

=Ъ Ау (Та — Ть); и

) Аю (Т в -е ) 1 ,Дпя цепи (А -O-X-в — А) Еч = ЪА„(т — Тд);

1 и

Е = 0 Е = П

1«В 9 Ф

Для цепи (Х-с-А-с«-Х) = ф А«,(Tп — Тc )

I u

Г 10 = 0 Е 10 = 0

Для цепи (A-в-Х-с-А) (Т г ) °

Ъ 4)((Тд Тc);

EI, 1

Е,1 и ) Аи(-3

Для цепи (Л- в-Х-р,-А) Е1, — „„„(Т„â€” тв );

При анализе электрических цепей будем учитывать, что сопротивление измерительного прибора достаточно велико и сопротивлениями проволни ж X вэ НмА ь псХк и сАм « свАс

"уХд1 "дI««ru "АX» "тДви "лХв (с" фиг, 14) можно пренебречь. Кроме того, будем считать также, что сопротивление электропроводящей жидкост I

11, замыкающей рабочие электроды «и

2 и/или электропроводящие стойки 6, 7,27 и 28, а также сопротинление на участке линии связи, где происходит замыкание токоведущих жил 12, 13, 3! и 32 между собой достаточно мало и им можно пренебречь.

Обозначив через Е термоЭЛС всех

4цепей устройства при нахождении электропроводящей жидкости 11 между уровнями 21 и 22, через Š— термоЭДС всех цепей устройства при достижении электропронодящей жидкостью уровня 22 и ньппе и через Е" — термоЭДС нсех цепей устройства при замыкании токоведущих жил 12, 13, 31 и 32 между собой в

Линии связи и воспользовавшись уравнениями (!) и (2), после преобразований получим: ю

1526368

Еп = % <((Тгг - Ть);

«

1 3. 4Х(3 Ь

При выводе вышеприведенньгх внражЕний предполагалось также, что темпе- 5 ратура в месте контакта рабочих электродов 1 и 2 и электропроводящих стоек

6,7,21 и 28 с электропроводящей жидкостью 11 so время контакта равняется температуре электрспроводящей жидкости 11 и поэтому дпя упрощения рассмотреиия получегггг<<х выражений Во всех этнх случлях исг<ользовали один индекс ч, Анализируя получеггн<1е выше rrt.!patt

20 жидкости 1 ц ток<<ведущих жил 12 и 32 позволяет Определить, где произошло замнканис II tre!ttt 1>О измеренной темпе,ратуре; 25 цепь h-r< — Х вЂ” с -А-г<-Х-Д-А уже рассматривалась пнше (см, Влргглнтьг 4 и 5) и позволяет при в Форе Т(< = (Тс + Т«)/2 определп гr..> ".сли It 1эестен объем пространства усTp;я<ствл между уровнями 21 и

22 и если тсг<перлтура электропроводя30 щей жидкости Тр Т< и/или Тц 4 Т > скорость натекл<п<я эг<ектропроводящей жидкости 11. При этом в случае дссгггжен<<я эпектропроводящей жидкостью 11 ypo III!II 22 <1(ля термОЗДС 35 меняется нл ггро г<гвоп<оло<жньгй, tTO является также crrпцетельством того, что замыкание rlpotla>.«ло не в линии связи > т. е. злмкг.уть< не токопроводящие жилы 13 и 31, а электропроводящие стойки 7 и 27; цепи А-а-h-p,-A и Х-с-A-g-Х по своему дсйстяи<р экяивллентн и позволяют четко илент v случае, 45 если темпера< урн сr!ae!I 3 и 4 (точки с и д со тг<ет<. Tt".1 т.(

A-  — Х-с — с . (r — . л,, рлcсмотренной выше, 20 корректировать температуру Т таким образом, что при измерении термоЭДС соб г<«далось Т> =- (Тс + ТА)/2. Кроме того, при использовании цепи А-gX-Д-А илн цепи Х-О-А- г-Х возникает возможность измерять температуру электропроводящей жидкости Т,1.

Анализ всех вышеприведенных вари" антов показывает, что эффективность способа можно повысить, еспи предусмотреть возможность изменения темперлтурн основания 10 устройства (например, путем нагревания). Действитезгь= но, исполнение устройства по варианту I позволяет измерять температуру электропроводящей жидкости 11 относи-тельно температуры основания 10, И этом случае воэможность изменения температ", рн Основа1пгя 0 позволяет в

rr!naIIx случаях определять наличие электропроводящей жидкости ll в контрол<груемом объеме 5 и отличать его

От ЗаМНКЛНИЯ В ЛИНИИ СВЯЭИ. ! (роме того рассмотрение представ/ ленных ллрилнтов показывает, что сигнач о достижении электропроводящей

;I;IIrtrtocTbe 1! уровня 22 можно получить ие топько с паис щью отверстий 18, 19, 37 и 38 в изопятopax 8, 9, 29 и 30, но и при помощи дополнительных электродов, имеющих соединение с электроcэ эводящиьс; стойками 6,7,27 и 28 и посредством спаев, выведенных в контролируемый объем своими свободными концами, причем эти дополнительные электроды выполнень1 из того же химическогo материала, что н электропроводяггие стойки, к которым онн присоединены при помощи спаев, а их свободные концы расположены так, что обеспечивается касание электропроводящей жидкости на уровне 22.

11з условий симметрии следует, что температуры спаев 3 и 4, 16 и 17 поплр<го равны. Кроме того, из условий теплоперсдачи в стационарном режиме следует, что температуры спаев 16 и

l7 практически paar

Пример конструктивного выполнения такого устройства приведен на фиг.15, где элементы, подобные элементам устройств > рассмотренных выше (cM.фиг.

2I

22

15?631, !

1,7,9 и 12), обозначены одинаковыми с ними номерами.

Устройство содержит два разомкнутых нвизолированных рабочих электро5 да 1 и 2, каждый иэ которых соединен при помощи спаев 3 и 4 с концами, размещенными в контролируемом объеме 5 электропроводящих стоек 6,7,27, причем рабочий электрод I электропрово- !О дящая стойка 6 и влектропроводящая стойка 27 соединены вместе сп