Трехэлектронный датчик

Трехэлектронный датчик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О и И СА H И Е !1ц5786ОЗ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

N АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЙЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. Свид-ву (22) Заявлено 11.05.75 (21) 2132226/18-25 (51) М. Кл.-" G 01N 27, 02 с присоединением заявки М

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзсбретеннй и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.10.77. Бюллетень Л 40 (53) УДК 543.257(088.8) (45) Дата опубликования описан!!я 28.10.77, 72) Авторы изобретения

О. А. Белоусов, Б. М. Ефремов, В. Ы. Леонов, А. A. Литко, T А. Лукина, В. K Овинников, М. 11. Солодова и С. 8, Усиков (71) Заявитель (54) Т 1 ЕХЭЛ Е КТ РОД И Ы Й ДАТ Ч И К

Изобретение относится к области измере:и!я электрофизичсских пара.;астров жидкостей, а также измерения диэлектрической проницаемости, электропроводности и тангснса угла потерь жидкостей в связи с изучением и контролем их состава и строения.

Трехэлсктродные датчики, состоящие из двух потенциальных и охранных элсктродов, ВОШЛИ В ПР2КТИКУ 3На.,i!132 И КОНТРОЛЯ ЭТИХ параметров жидкостей.

Наиболее близким к изобретению rexHH÷åским решением является датчик, содержащий два потенциальных электрода, один пз которых снабжен охранными электродами.

Датчик не мо кет использоваться в качестве погружного, что исключает проведение анализа без отбора проб.

Кроме того, при абсолотных измерениях диэлектрической проницаемости требуется два съемных электрода, что приводит к необходимости разборки датчика. Все это приводит к том j, что датчик В экспл1 2та! HH с. ;Ожеп.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств датчи а.

Эта цель достигается тем, что датчик дополнительно содержит стер»c:lü с каналом внутри и выступом на наружно!! IacTli и опорную втулку, причем первый потенциальный электрод охватывает стержень и закреплен через прокладку между выступом стержня и

orlîðíoH втуг1кой1, 1;оторая является охранным .ieHTp0д0м, 3 ВTopоl! ПОTeilцпа IbHblй электрol схватывает первый и соединен со стержнем icpeз кольца.

5 ЕЕ3 1!Сртен<с схс. i!ати !Сс1:и показан предла-! 2CCi. bi i л,aTiHIII:, ДЗТ 1пк C01epIKIIT цеHTpa,abHblÉ

1 c Iibicn Ho.;I H HaHa 10 1 HHyTpII.

Вь!стгп, 11в, !я!1сь Охранным элсI Tpодом, служит одновременно опорной базой для установ10 кп Ho "спцпальпого электрода 3, изолированного от «зсм.1П» например, через керамические ко .üöà 4, с гофрированными прокладка, и 5 пз 2;ilc.; и!! i плп дру;ого мягкого Нрок12;, o÷HÎÃO м-.òcpiia.12, стопкого В данноп сре15 дс, вторым охранным электродом для внутррННе! o потенциального электрода с.11 жит опорная втулка б.

Второй потенциальный электрод 7, охватыва;оп:lill первый, «репптся к выводу 8, изолп2О роваппо lу посредством колец и герметично

a3Iipcll,1с!1иом lсрсз про! .Ладки между Выступом стержня и переходной опорной втулкой

9, которая также является охранным электродом.

25 Вся «о Стру; цпя через опорные втулки герметично стягпвас-ся грп помощи торцовых

1 0 и 1 1. В HaH;Iле cTpp iHII ycTaHoaлен измеритель Tcìïcpaòópû 12 и проходят выводы погспцпальпых электродов. Накпдная гай30 ка 13 и штанга 14, уплотснные прокладкой 15, 578603 позволяют погружать конструкци!о в емкость и изолировать выводы от исследуемой среды.

Стержень с каналом, являясь сьязыва!ощим звеном потспциальных электродов, одноврсм е ! kl о в ы и о л и я с т ф у ! к ц и и н о с ! т с л 5 I - и 3 и е р ителя температуры и выводов элскгродов, что обеспечивает нх конструктивную надежность.

Датчик работает в комплекте с приборами (со схемами), допускающими измерения по так называемой симметричной трехточечной (трехза кириной схеме), например, с трансформаторными мостами типа Е8-2, Р509, Р5004 и др. При этом возможны дистанционные измерения, так как учитываются (исключа!отся в процессе измерения) паразитные и краевые поля, что позволяет 1!збежать некорректной градуировки по жидким эталонам.

Отсутствие распределенных параметров датчика и измерения по трехточечной (трехзажимной) схеме позволяют для определения удельной электропроводности roи,диэлектрической проницаемости ь, а также гометрической постоянной К, использовать в качестве эталона наиболее стабильный эталон, вакуум или воздух. Тогда диэлектрическая проницаемость определяется из выражения

Ф

Со (1)

С„ где С!! — начальная (постоянная), измеренная с помощью прибора емкость датчика в вакууме (или в воздухе), пф;

С вЂ” измеренная емкость датчика, помещенного в исследуемый продукт, пф;

Удельная элсктропроводность х!! определяется из выра>кения о — К (2) где G — измеренная проводимость датчика, помещенного в продукт, См;

К вЂ” 0 00385 (м — ) (3) Со

Тангенс угла диэлектрических потерь определяется из выражения

tg o = 1,8 10" —, =.г где f — частота электромагнитных колсбаНИй1 С.

В случае, если прибор не измеряет электропроводность, а измеряет tg 6, величину хо определяют из выражения (4).

Диапазоны определения электрофизических параметров датчика следующие: диэлектрической проницаемости — от 1 до 120 относительных единиц в диапазоне проводимостей от

10 †См/м и менее (корректируется в соответствии с разрешающей способностью измерительного прибора); уделы!ой проводимости — при низких частотах, находится с учетом геометрической постоянной К (от 10 " до

10- — м — ) в соответствии с разрешающей способностью измерительного прибора и зазора

5 между электродами, который устанавливается и связи с классом жидкости с помощью сменного электрода; для тангенса угла потерь tg6 при низких частотах нижний предел (малые величины) прп наибольшем зазоре между

10 электродами (наименьший диаметр съемного электрода) ограничен разрешающей способностью прибора по проводимости (6 до

10 —" См/м в случае измерений прибором

Е8-2), а верхний предел (большие величины), 15 с большим диаметром съемного электрода, ограничен проводимостью 10 —" См м и корректируется в соответствии с разреша!ощей способностью прибора.

Таким образом, изобретение позволяет от20 казаться от наружного корпуса датчика, сделать его погружпым, создает благоприятные условия для сосредоточения всех электрическ!гх выводов в канале центрального стержня и за ;пты их от повреждения.

25 Прп абсолютных измерениях диэлектрической проницаемости не требуется разбирать датчик. 1 роме того, возможность изменения геометрической постоянной К путем простой смены внешнего электрода допускает анализ

30 различных по классу жидкостей (от диэлектриков до электролитов и тем самым исключает необходимость конструирования для этого серии датчиков. Конструктивное решение датчика обеспечивает возможность визуально35 го обследования состояния измерительных noHppxH0còñé.

В полом изобретение позволяет повысить точность, надежность и оперативность анализа (и контроль жидкостей) при его упроще-10 нин, без отбора проб, при дистанционном контроле путем погружения датчика в продукт в герметичных и любых других емкостях в процессе производства, транспортировки и хра-!!с!(!!5!.

l5

Формула изобретения

Трехэлектродный датчик, содержащий два потенциальных электрода, один из которых снабжCII заземлсннымп охранными электрода50 ми, отличающийся тем, это, с целью улучшения эксплуатационных качеств, он дополнительно содержит стержень с каналом внутри и выступом на наружной части и опорную втулку, причем первый потенциальный

55 электрод охватывает стержень и закреплен ! ерез прокладку между выступом стержня и спорной гтулкой, которая служит охранным электродом, а второй потенциальный электрод охватывает первый и соединен со

60 стержнем через кольца.

578603

Ф

Б

Составитель М. Кривенко

Редактор H. Коляда

Корректор Л. Брахнина

Тскред И. Карандашова

Заказ 2403/9 Изд. № 846 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2