Устройство для определения объемного заряда и электропроводности заряженной диэлектрической жидкости
Патент 658503
Авторы
Классы МПК
Устройство для определения объемного заряда и электропроводности заряженной диэлектрической жидкости
Иллюстрации
Реферат
1т тщ(о>ор,н г т@нтио"техничесн.,„-
@Ф)вотвн
0ll и с Анке
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советски>т
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Зайвлено 120776 (21) 2382302/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет
G 01 R 27/2?
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 541. 133..08 (088. 8) Опубликовано 25,04.79, Бюллетень ¹ 15
Дата опубликования описания 2504.79 (72) Автори изобретении
Р . C.Аксельрод,,К.Б.Щигловский и Б.Д. Подольский (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМНОГО ЗАРЯДА
И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЗАРЯЖЕННОЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ЖИДКОСТИ
Изобретение относится к области измерительной техники, в частности, к измерению объемного заряда в диэлектрических жидкостях, и может быть использовано для контроля объемного заряда и электропронодности заряженных диэлектрических жидкостей в химической, нефтяной и других отраслях промышленности.
При многих технологическиХ опера- 1О циях с диэлектрическими жидкостями происходит их .заряжение и накапливание заряда в приемных резервуарах.
Это приводит к опасности возникновения пожаров и взрывов за счет элек- 15 трических искровых разрядов в резервуарах.
Известны устройства для определения объемного заряда в потоке диэлектрической жидкости и способы, осно- М ванные на измерении заряда ячейкой
Фарадея jlj. Для реализации этого способа трубопровод оборудуется специальным краном, позволяющим взять пробу жидкости, Пробу отбирают не- И посредственно в цилиндр Фарадея, При сравнительной простоте реализации этот способ обладает существенными недостатками: необходимостью разгерметизации системы для определения эа- ЗО ряда и отсутстнием возможности непрерывного контроля заряда при проведении технологической операции.
Сущестненным недостатком является то, что для длительного контроля необходимо применять так наэываемь>е динамические измерители с взаимно подвижными элементами. Кроме того, изготовление таких измерителей но нзрынобеэопасном исполнении связано с дополнительными труцностями и значительным усложнением измерителей. Все это снижает их надежность.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению можно признать устройство, основанное на испольэонании токон релаксации определяемого заряда, содержащее электроды, <онтактирующие с жидкостью в потоке, и измерители токов . В качестве электродов могут служить изолированные участки трубопроводов (2), Недостатком этих устройств является их сравнительно низкая точность, так как ток релаксации зависит от электропроводности исследуемой жидкости (ее постоянной времени релаксации заряда), а электропроводность можно определить только путем отбора пробы и, хотя измерение злектропровсшнос658503 4 ти и стараются производить в условиях, близких к условиям технологической операции, однако электропроводность в потоке жидкости может сильно отличаться от измеренной.
Цель изобретения — повышение точности непрерывного определения объем- б ного заряда в диэлектрической жидкости.
Поставленная цель достигается тем, что на резисторах электроды охватывают весь поток и подключены к земле Я через резисторы, а в качестве измерительных приборов используются измерители напряжений между электродами и землей, при этом соотношение площадей электродов и соотношение сопротивлений резисторов удовлетворяют следующему неравенству:
1 -с . р — —— оЕ где с . — отношение площади меньшего из электродов к общей площади элект-. родов, от ношение сопроти вл ений резистораа.
На фиг.1 изображена схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 схема устройства с одинаковыми элект— родами и резисторами, сопротивления которых разли чают с я вдвое .
Электроды 1 и 2 охватывают участок
3 потока исследуемой заряженной жидкости и имеют площади поверхностей, S и 5, соответственно. Они подключены к земле через резисторы 4 и 5 со значениями сопротивлений R<и R соответственно, и также к измерителям напряжений 6 и 7.
Определение параметров заряженной жидкости осуществляется с помощью описанных цепей: производят измерения 40 напряжений, определяют объемный заряд и электропроводность по соотношениям: о Ф,+Щ1lU -11 )
Ч к 0-А) ц1-Мцт
45 к (-к1и -кои
v -и, к
При реализации способа с электродами, имеющими равные площади, и резисторами, различающимися вдвое (фиг.
2), точки соединения резисторов с электродами подключены к двум входам первого измерителя 8 разности потенциалов, ко входам второго измерителя
9 разности потенциалов подключены средняя точка резистора с большим сопротивлением и точка соединения другого резистора с электродом, а ко входам третьего измерителя 10 разности потенциалов подключены те же точки, причем одна иэ них через инвертирующий каскац 11. Выходы измерителей 8 и 9 включены на входы измерителя отношеник65 напряжений 12, выход которого соединен с показывающим прибором 13, отградуированным в значениях электропроводности или постоянной времени релаксации заряда. Тот же выход измерителя отношения напряжений 12 соединен со входом другого измерителя 14 отношения напряжений, к другому входу которого подключен выход измерителя 10. Выход измерителя 14 соединен с показывающим прибором 15, отграцуированным в значениях объемного заряда. Резисторы 4 и 5 связаны с масштабным переключателем, обеспечивающим возможность пропорционального изменения величин сопротивлений этих резисторов для различных злектропроводностей исследуемой жидкости.
Таким образом реализуются измерения по более простым соотношениям при
0,5 и J5 = 0,5. Оба эти соотношения дают возможность реализовать устройство, как показано на фиг.2.
Устройство обеспечивает определение электрических параметров потока заряженной диэлектрической жидкости, в частности, объемного заряда и электропроводности, с повышенной точностью.
При этом обеспечивается возможность непрерывного контроля этих параметров.
Коэффициент К в выражениях для определения заряда и электропроводности определяется частичной электрической емкостью между электродами 1 и ?.
Емкость между электродами может быть измерена перед началом измерений с требуемой точностью.
Как показывает исследование, наименьшая погрешность определения электропроводности и заряда может быть получена при условии, что падения напряжений на резисторах от токов релаксации различаются вдвое. Это соответствует условию при 0(Ж с 1 и Р < Р (1;
2K/ = i — Ф., Простейшими соотношениями, удовлетворяющими этому условию, будут о = 1/3, J5= 1 и с .= 0 5 и ф=0 5 °
Таким образом оптимальными можно считать соотношение сопротивлений резисторов, равное 0,5 при одинаковых электродах, и соотношение площадей электродов, равное 0,5 при одинаковых резисторах. формула изобретения
Устройство для определения объемного заряда и электропроводности заряженной диэлектрической жидкости,содержащее электроды, измеритель электрического параметра, о т л и ч а ющ е е с я тем, что электроды охватывают весь участок потока и подключены к земле через резисторы, а в качестве измерительных приборов использованы измерители напряжений между электро658503
Составитель Yi.Кривенко
Редактор A,Àáðàìîâ Техред O.ÀHäðåéêo Корректор И.Муска
Тираж 1089 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5
Заказ 2050/41
Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 дами и землей, при этом соотношение площадей электродов и соотношение сопротивлений резисторов связаны соотношением где А — отношени е площади мен ьшего из электродов к общей площади электродов; отношение сопротивлений резис торов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, Р1, 197, с.28-30.
2. Патент США Р 3. 478.?61,11.11.69 кл. 324-32 .