Емкостный датчик сплошности

Емкостный датчик сплошности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

8. (72) Авторы изобретения

О.И. Демченко и А.А. Свицын (71) Заявитель (54) ЕМКОСТНЫИ ДАТЧИК СП310ШНОСТИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении сплошности потока различных жидкостей: неагрессивных, агрессивных, высоко- и низкотемпературных.

Известен емкостный датчик сплошности, содержащий электроды, размещенные в основании, и обладающий повышенной точностью за счет использова10 ния в качестве чувствительного элемента плоскопараллельных электродавГ1).

Однако при измерении сплошности сред, движущихся с большой скоростью, точность такого датчика снижается, !

5 так как за счет значительных размеров электродов в поток вносятся возмущения, изменяющие его структуру.

Наиболее близким к изобретению является емкостный датчик, содержащий электроды, выполненные в виде натянутых проволок, размещенных в основании. Такое выполнение электродов снижает гидравлическое сопротивление потоку и его искажения, что способствует повьппению точности измерения сплошности t 21.

Однако известный датчик характеризуется недостаточной точностью измерений при изменении температуры из- меряемой среды, а также недостаточной надежностью„, особенно при измерении сплошности низкотемпературных сред.

Цель изобретения — повышение точности и надежности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в емкостном датчике сплошности, содержащем электроды, размещенные в основании, электроды выполнены в виде обечаек с вмонтированной в них металлической сеткой перпендикулярно оси датчика и со смещением по его оси, а ячейки сеток также смещены относительно друг друга на половину их шага.

Повышение точности измерения достигается за счет того, что ячейки се851245 температурных сред.

3 ток делят всю площадь рабочего сечения на ряд контролируемых участков, чувствительность которых практически одинакова, а повышение надежности — за счет того, что сетка обладает. достаточными пружинящими свойствами ввиду переплетения составляющих ее проволок. Вследствие этого сетка не получает прослабления при возникновении температурных деформаций, что так- 10 же повышает надежность датчика и способствует повышению точности измерений. Смещение сеток по оси датчика предотвращает замыкание электродов, а смещение ячеек сеток на половину 1S нх шага позволяет получить наиболее высокую чувствительность датчика.

На фиг . 1 представлена конструкция предлагаемого датчика; на фиг. 2— участок сеток двух электродов, В основании 1 с помощью изоляторов

2, 3 и 4 и крепежного кольца проставки 5 закреплены обечайки 6 и 7, которые совместно с вмонтированными в них металлическими сетками 8 и 9 образуют электроды с выводными проводниками

10 и 11. Сетки 8 и 9 располагаются перпендикулярно оси датчика с некоторым смещением друг относительно друга в направлении его оси. Это смещение выполняется минимальнйм, предотвращающим замыкание обечаек 6 и 7 и сеток 8 и 9. Сетки 8 и 9 имеют ячейки с шагом t которые смещены друг относительно друга на половину шага ЦД в двух направлениях. При этом вся площадь рабочего сечения датчика делится на контролируемые участки площадью не более 1/4 площади ячейки.

Для получения достаточной чувствительности датчика и точности измерений площадь ячеек сеток целесообразно выбирать равной 0,0 -0 12 от площади рабочего сечения датчика. При этом площадь каждого контролируемого

45 участка составляет ие более 0,02-0,04 от площади рабочего сечения датчика.

Так как разрешающая способность датчика определяется чувствительностью каж дого контролируемого участка, то погрешность измерения сплошности при этом составляет не более 2-4Х.

Датчик работает следующим образом.

На каждом контрапируемом участке со сторонами t/2 между проволоками

S5 сеток 8 и 9 образуется электрическая емкость, которая складывается в общую межзлектродную емкость С.

4.

При заполнении полости датчика измеряемой средой с диэлектрической проницаемостью Е межэлектродная емкость изменяется до значения КС .При изменении сплошности потока, проходящего через датчик, изменяется эффек тивная диэлектрическая проницаемость среды между проволоками ячеек сеток

8 и 9. Это вызывает изменение емкости между электродами, которое преобразовывается в электрический сигнал вторичной аппаратурой .

Предлагаемый датчик позволяет проводить измерения сплощности с погрешностью менее 5/, в то время как известные датчики выполняют эти измерения с погрешностью 5- lOX. 3a счет применения сеток предотвращаются ос» таточные температурные деформации электродов, что позволяет проводить измерения сплошности высоко-. и низкоИспользование электродов в виде обечаек с сетками упрощает и удешевляет конструкцию датчика, а также сокращает его продольный размер и массу, что благоприятно сказывается при эксплуатации.

Расположение сеток перпендикулярно оси предлагаемого датчика с незначительным смещением по его оси позваляет измерять мгновенные значения скорости сплошности в рабочем сечении . датчика практически без искажения структуры потока.

Формула изобретения

Емкостный датчик сплошности, содержащий электроды, выполненные в виде натянутых проволок и размещенные в оснований, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, электроды выполнены в виде обечаек с вмонтированной в них металлической сеткой перпендикулярно оси датчика и со смещением по оси датчика, а ячейки сеток также смещены относительно друг друга на половину их шага.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

9 273489 ° кл.G Ol и 27/22, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

У 594449, кл.G 01 и 27/22, l976 (прототип).

85l245

Составитель А. Платова

Редактор М. Митровка Техред А.Савка Корректор Е.Рошко

Заказ 6342 6l Тиран 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенйй я открытий! l3035, Москва, N-35 ° Раувскан наб., д. 4/5

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