Электроемкостный измеритель неэ-лектрических величин

Электроемкостный измеритель неэ-лектрических величин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Реснубник

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<,830254

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к аат. саид-ву (22) Заявлено 030779 (21) 2789173/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 1505.81. Бюллетень М 18 (51)М. К .З

G 01 R 27/2б

G 0l N 27/22

Государственный комитет

СССР но деаам изобретений н открытий (53) УДК (088 ° 8) Дата опубликования описания 150581 (72) Авторы изобретения

В.К. Федотов, Н.Т. Жмак и Г.С. Демидов I

C (Ф)

l

Барнаульский филиал Опытно-конструкторского. бюро автоматики (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЕМКОСТНЫЯ ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к.электрическим измерениям неэлектрических величин и может использоваться для обнаружения, например, электропроводящих частиц в газовом потоке.

Известно устройство, содержащее два последовательно и соосно распо- i ложенных электрода» включенных в схему измерительного моста, которое может быть использовано для обнаружения электропроводящих частиц в газовом потоке. При этом появление электропроводящей частицы между электродами преобразователя приве- . дет к увеличению емкости последнего, а следовательно, и к увеличению выходного сигнала (1) .

Однако устройство становится неработоспособным при увеличении влажности окружающей среды, так как с увеличением относительйой влажности появляется пленка влаги на элементах преобразователя, которая либо экранизирует электроды, либо шунтирует их на корпус; из-за наличия

Краевых полей между электродами не представляется возможность локализовать поле до размеров микрочастиц, что необходимо для повышения чувст.вительности устройства.

Известен электроемкостный измеритель неэлектрических величин, содержащий измерительный мост с индуктивно . связанными плечами и измерительный конденсатор с эквипотенциальными охранными электродами, который может использоваться и для обнаружения электропроводящих частиц в газовом потоке. Применение охранных элек-, тродов позволяет локализовать поле, устранить шунтирующее влияние пленки влаги на высокопотенциальные электроды (2), Однако пленка влаги шунтирует

15 ниэкопотенциальные электроды на корпусе. Кроме того устройство обладает низкой чувствительностью к электропроводящим частицам, поскольку увеличение емкости преобразователя

20 происходит только за счет поляризации частицы.

Цель изобретения - повышение точ,ности и чувствительности измерения.

Поставленная цель достигается тем, 25 что электроемкостный измеритель неэлектрических величин, содержащий измерительный мост с индуктивно свя-, занными плечами и измерительный конденсатор с эквипотенциальными охран30 ными электродами, он содержит два

830254 дополнительных электрода, расположенных по краям охранных,и две дополнительные обмотки, имеющие индуктивную связь с измерительными и подключенные к охранным и дополнительным электродам.

Кроме того, для повышения точности дополнительные и измерительные обмотки измерительного моста могут быть изготовлены из коаксиального кабеля, причем центральная жила кабеля является измерительной обмоткой, а экранизированная оплетка кабеля — дополнительной обмоткой.

На чертеже изображено устройство.

Электроемкостный измеритель содержит измерительный мост с индуктивно связанными плечами. Система электродов состоит из измерительного 1, охраннйх 2 и дополнительных 3 электро дов. Дополнительные электроды 3 расположены по краям охранных. Измерительные обмотки 4 индуктивно связаны с дополнительными обмотками 5, которые подключены к охранным и дополнительным электродам. Устройство содержит также компенсационный конденсатор 6, измеритель 7 тока и генератор

8 переменного тока.

В исходном состоянии ток, протекающий через емкость между охранными

2 и дополнительными 3 электродами, не оказывает влияния на равновесие моста, поскольку емкость между этими электродами является нагрузкой только для генератора 8, который может быть выбран достаточно мощным.

Емкость между измерительными 1 и охранными 2 электродами также не влияет на равновесие моста, поскольку эти электроды находятся под равными потенциалами, следовательно, тока через эти емкости нет. Рабочий ток, протекающий через емкость между измерительными 3 электродами, скомпенсирован током через компенсационный конденсатор 6, т.е. мост уравновешен. При появлении электропроводящей частицы между электродами устройства происходит изменение емкостей между охранными 2 и дополнительными 3 электродами, изменение последней приводит к изменению равновесия моста, что зафиксировано с помощью измерителя тока 7. Причем,прч появлении электропроводящей частицы в области электрической симметрии (на чертеже эта область расположена между электродами 2 и 3) приводит к существенному экранированию электрического поля измерительного эле« ктрода 1,поскольку контролируемая частица будет находиться под нулевым потенциалом. Следовательно, ток из" мерительного устройства также существенно изменится. Для обеспечения равенства потенциалов на измерительном и охранных электродах необходимо обеспечить тесную индуктивную связь между измерительными и дополнительными обмотками, что можно достигнуть путем изготовления этих обмоток нэ коаксиального кабеля, причем центральная жила образует измерительную обмотку, а экранизированная оплетка дополнительную обмотку. Появление электропроводящей пленки на электро.дах при увеличении влажности окружающей среды приводит только к дополнительной нагрузке генератора. Ток через пленку между измерительным и охранными электродами не протекает, так как эти емкости находятся под равными потенциалами.

Устройство работает следующим образом.

Вначале производят балансировку измерительного моста по измерителю .тока 7 с помощью компенсационного конденсатора 6, затем пропускают

20 между электродами преобразователя контролируемую среду. При отсутствии электропроводящих частиц измерительный мост уравновешен даже при изменении влажности окружающей среды.

75 Появление же электропроводящей частицы приводит к разбалансу моста и появлению выходного сигнала с положительными и отрицательными экстремумами, что характерно для частиц, находящихся в диэлектрическом потоке.

Равномерное изменение диэлектрической проницаемости контролируемой среды может привести лишь к изменению составляющей выходного сигнала.

Предлагаемое устройство позволяет контролировать электропроводящие частицы в газовом потоке с высокой точностью и чувствительностью, а также может использоваться для улучшения контроля диаметра микропроволоки

40 и т.п.

Формула изобретения

45 Электроемкостный измеритель неэлектрических величин, содержащий измерительный мост с индуктивно связанными плечами и измерительный конденсатор.с эквипотенциальными охран о ными электродами, т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерения, он содержит два дополнительных электрода, расположенных по краям охран ных, и две дополнительные обмотки, имеющие индуктивную связь с измерительными и подключенные к охранным и дополнительным электродам.

Источники информации, 60 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 356451, кл. 6 01 В 7/00, 1962.

2. Патент CIIIA 9 2950436, кл.33-127, 65 1970 (прототип).

830254 з z

Составитель Л. Дикая

Техред Н. Келушак Корректор Е. Рошко

Редактор Н. Минко

Тирам 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2794/27

Филиал ППП Патент, r. уигород, ул. Проектная, 4