Кондуктометрический трансформаторный преобразователь с жидкостным витком связи

Кондуктометрический трансформаторный преобразователь с жидкостным витком связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсимх

Соцмалмстмческмх . Республмм (iii 763764 (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 528488 (22) Заявлено 28.07.78. (21) 2650301/18-25 . с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

G О1 N 27/02

6куааустееиный кемитет

CCCP ив денем изабретеннй и ютхрмтий

{53) УДК 543.257 (088.8) Опубликовано 15.09.80. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 25.09.80

В, Н. Хажуев, Ю. И. Бундин, 1О. Е. Голубев и В. В. Туренко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ЖИДКОСТНЫМ ВИТКОМ СВЯЗИ

Изобретение относится к исследованию гидрофизических полей путем измерения средних и пульсациоиных значений удельной электрической проводимости и может быть использовано в экспериментальной гидродинамике для определения параметров турбулентности, в океанографии для исследования микроструктуры океана, в метрологической практике для построения образцовых средств измерения. По основному авт. св № 528488 известен кондуктометрический трансформаторный преобразователь с жидкостным витком связи, обеспечивающий одновременное измерение средних значений и мелкомасштабных пульсаций электропроводности (1) .

Это достигается тем, что жидкостный виток, формируемый диэлектрн еским корпусом преобразователя с размещенными в нем трансформаторами напряжения и тока замкнут через капилляр, выполненный в диэлектрической обтекаемой насадке, герметично присоединенной к корпусу. При определенных соотношениях между диаметром д» и длиной 1„капилляра с одной стороны и диаметром внутреннего отверстия корпуса

do с другой стороны {d» (0,001-0,1) d o

I„= (0,25-2} d„, в капилляре и его краевых зонах сосредоточена подавдяющая часть общего сопротивления жидкостного витка и тем самым обеспечивается локализация чувствительной зоны в малом объеме жидкости.

Недостаток известного устройства заключается в ограниченной чувствительности как в статическом, так и дина лическом режимах измерения, обусловленной тем, что конструкция преобразователя не позволяет сосредоточить во всей чувствительной зоне более

1о 90 /о полного сопротивления жидкостного . витка, а доля сопротивления, сосредоточенного во внешней краевой зоне, как правило, не превышает 30 /р от сопротивления капилляра и его краевых зон. Оставшиеся

10% от полного сопротивления рассредоточены вне чувствительной зоны и могут служить источником паразитного гидродинамического шума и уменьшения соотношения сигнал/шум.

Цель изобретения — повышение чувствительности.

Это достигается тем, что в кондуктометрическом трансформаторном преобразователе с жидкостным витком связи, содержащем корпус с отверстием, два замкнутых магии763764

3 топровода с обмотками„помещенные в корпус, диэлектрическую обтекаемую насадку с . отверстйем, диаметр которого равен

0,001 — О,l диаметра внутреннего отверстия кЬрпуса, а длина отверстия равна 0,25-2 его диаметра, внутренняя и внешняя поверх-. ность преобразователя и поверхность отверс- тия покрыты электропроводящим слоем, причем расстояние от входа отверстия в насадке преобразователя до электропроводящего слоя на внешней поверхности равно 0,1-5 диаметра отверстия, а до слоя на поверхнос- <о ти отверстия 0,1 — 1 диаметра его отверстия.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — капилляр с электропроводящим слоем.

Предлагаемый кондуктометрический трансформаторный преобразователь содержит трансформатор напряжения и измерительный трансформатор 2, заключенные в диэлектрический корпус 3 с отверстием 4. Корпус 3 герметично соединен с диэлектрической обтекаемой насадкой 5, снабженной капилляром 6. Преобразователь снабжен концентратором 7, выполненным в виде электропроводящего слоя.. Концентратор 7 нанесен на наружную и внутреннюю поверхность корпуса 3, насадки 5 и капилляра 6 таким образом, что имеет разрыв в районе- входной части капилляра. Чувствительной зоной преобразователя является объем жидкости, при легающий к входу в капилляр 6 и ограниченный сферо" 8, Предлагаемый преобразователь работает следующим образом.

Трансформатор напряжения 1 возбуждает в жидкостном витке неизменное напряжение. Изменения в жидкостном витке определяются изменениями электропроводности сре. ° ды, в результате чего на выходе измеритель- Зй ного трансформатора 2 (траисформЪтор тока или напряжения) возникает амплитудно-модулированный сигнал, пропорциональ.ный мгновенному значению электропроводности. Линии плотности электрического тока в жидкостном витке, частью которого является концентратор 7, замыкаются через ка- пилляр 6, концентрируются на электропроводящем слое внутри капилляра 6, далее по концентратору 7 на внутренней поверхности преобразователя выходят на наружную поверхность и с нее через объем жидкости, ограниченный сферой 8, входят в капилляр

6. В статическом режиме измерения чувст.вительной зоной преобразователя является объем жидкости, прилегающий к входу в капилляр 6, и объем жидкости, расположенный между условными плоскостями, проходящими через начало капилляра 6 и начало зле ктропро водящего слоя 7, внутри копилляра. При этом в чувствительной зоне сконцентрировано практически все . сопро- ;И тивление жидкостного витка. Доля переход. ных сопротивлений от общего сопротивления жидкостного витка на внутренней и наружнОй поверхности концентратора 7 íà пере менном токе звуковых частот мала и не превышает единицы Ом, и их влиянием в процессе измерений можно пренебречь. В динамическом режиме (режим измерения локальных неоднородностей в. потоке) работа предлагаемого преобразователя основана на краевом эффекте капилляца, т.е.,изменения тока в жидкостном витке обусловлены в основном изменениями электропроводности в объеме жидкости, прилегающем к входу в капилляр 6. Пространственной разрешающей способностью преобразователя мож но управлять изменением диаметра капилляра 6 и расстояния края концентратора 7 на наружной поверхности до входа в капилляр.. Расположение края концентратора на расстоянии более 5 диаметров- капилляра уже практически не оказывает влияние на пространственное разрешение. С уменьшением расстояния от края концентратора У до входа в капилляр 6 уменьшаются и размеры краевой чувствительной зоны 8. Конкретное расположение концентратора 7,определяется целями и задачами исследования, поэтому указан диапазон возможного расположения края концентратора от входа в капилляр на расстоянии 0 1 — 5 диаметра капилляра. Введение концентратора 7 внутрь капилляра 6 и установка его края от входа в капилляр на расстоянии О,1 †диаметра капилляра позволяет повысить чувствительн<кть преобразователя за счет исключения влияния сопротивления внутренней краевой зоны капилляра 6 и возможности регулирования сопротивления капилляра. При этом легко можно добиться условия, когда доля сопротивления, сосредоточенного во внешней краевой зоне, будет составлять порядка 50,80 /о от полного сопротивления жидкостного .витка и тем самым добиться условия

Sg QЬю- д 3q гдето -динамическая чувствительность;

9 -статическая чувствительность;

1у ц -Я -динамический кондуктивный коэффи х" циент;

К„ -сопротивление краевой зоны;

К м общее сопротивление жидкостного.вит ка.

Расчеты показывают, что изменением расстбяний от входа в капилляр 6 до краев конденсатора 7 и изменением диаметра капилляра 6 легко получить значение kg=

=0,5†- 0,8. Расположение концентратора 7 внутри капилляра 6 на расстоянии больше . одного диаметра капилляра приводит к значительному увеличению сопротивления капилляра и, следовательно, к уменьшению коэффициента kg. Расположение же концентратора 7 заподлицо со входом в капилляр

6 также нецелесообразно, так как при этом возможно нежелательное воздействие пото- . ка иа диффузную часть двойного электрического слоя на границе металл-электролит, значительное уменьшение сопротивле763764 моиг.я

Составитель М. Кривенко

Техред К. Шуфрич Корректор Н: Бабннец

Тираж 10! 9 Подписное

ВНИИПИ Государственною комитета СССР по делам изобретений н .от крытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, РаушскаяГ наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Г. Нечаева

Заказ 6272/37 ния жидкостного витка; что может привести к увеличени1о погрешности измерения как в статическом, так и в динамическом режимах измерения, Поэтому расположение края концентратора 7 в капилляре, 6 от входа в капилляр целессюбразно выбирать в пределах (0,1 — 1) диаметра капилляра.

Таким- образом, положительный эффект в предлагаемом кондуктометрическом транс форматорном преобразователе заключается в, повышении чувствительности за счет исключения влияния внутренней краевой зоны капилляра и концентрации во внешней Краевой зоне не менее 50% от общего сопротивления жидкостного витка.

Формула изобретения

Кондуктометрический трансформаторный преобразователь с жидкостным витком связи по авт. св. № 528488, отличшощийся тем, что, с целью повышения чувствительности, внутренняя н внешняя поверхность преобразователя и поверхность отверстия покры" ты электропроводящим слоем, причем расстояние от входа отверстия в насадке преобразователя до электропроводящего слоя на внешней поверхности равно 0,1 — 5 диаметра отверстия, а до слоя на поверхности отверстия 0,1 — 1 диаметра отверстия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 528488, кл. G 01 N 27/02, 1974 (прото тип).