RU2251705C2 - Device for measuring permittivity of dielectrics - Google Patents

Device for measuring permittivity of dielectrics Download PDF

Info

Publication number
RU2251705C2
RU2251705C2 RU2002134155/28A RU2002134155A RU2251705C2 RU 2251705 C2 RU2251705 C2 RU 2251705C2 RU 2002134155/28 A RU2002134155/28 A RU 2002134155/28A RU 2002134155 A RU2002134155 A RU 2002134155A RU 2251705 C2 RU2251705 C2 RU 2251705C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
cylindrical
rod
measuring
stop
Prior art date
Application number
RU2002134155/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002134155A (en
Inventor
А.С. Яровенко (RU)
А.С. Яровенко
Владимир Семёнович Барабохин (UA)
Владимир Семёнович Барабохин
Олег Владимирович Солопов (UA)
Олег Владимирович Солопов
О.П. Татаровский (RU)
О.П. Татаровский
А.Н. Губин (RU)
А.Н. Губин
В.В. Молодецкий (RU)
В.В. Молодецкий
А.В. Тоскин (RU)
А.В. Тоскин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "НК "РОСНЕФТЬ"-ТУАПСЕНЕФТЕПРОДУКТ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "НК "РОСНЕФТЬ"-ТУАПСЕНЕФТЕПРОДУКТ" filed Critical Открытое акционерное общество "НК "РОСНЕФТЬ"-ТУАПСЕНЕФТЕПРОДУКТ"
Priority to RU2002134155/28A priority Critical patent/RU2251705C2/en
Publication of RU2002134155A publication Critical patent/RU2002134155A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2251705C2 publication Critical patent/RU2251705C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: measuring engineering.
SUBSTANCE: device comprises indication unit, electronic measuring unit, sensor, and control members. The indication unit and measuring electronic unit are mounted in a single housing. The sensor is a cylindrical plate-type capacitor.
EFFECT: enhanced accuracy of measuring.
6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в промышленности для измерения и контроля диэлектрической проницаемости (постоянной) жидких и газообразных диэлектрических сред, например на нефтеперерабатывающих заводах, нефтебазах, а также в системах оперативного измерения и контроля, в частности в полевых условиях (как экспресс-метод), в розничной торговле нефтепродуктами, на автозаправочных станциях, индивидуально автолюбителями и в разного рода технологических процессах.The invention relates to measuring equipment and can be used in industry for measuring and monitoring the dielectric constant (constant) of liquid and gaseous dielectric media, for example, in oil refineries, oil depots, as well as in operational measurement and control systems, in particular in field conditions (such as express method), in the retail sale of petroleum products, at gas stations, individually by motorists and in various kinds of technological processes.

Известно измерительное устройство для исследования диэлектрических параметров жидких и твердых образцов, содержащее ступенчатый коаксиальный переход, соединенный с полым коротко замыкающим элементом, подключенным к источнику термостабилизирующей жидкости, высокочастотный разъем, изолирующую шайбу и штуцера (авторское свидетельство СССР, №1698831 А1, МПК: G 01 R 27/26, 31.10.1989 г.).A measuring device for studying the dielectric parameters of liquid and solid samples is known, comprising a stepwise coaxial junction connected to a hollow short-circuiting element connected to a source of thermostabilizing liquid, a high-frequency connector, an insulating washer and fittings (USSR author's certificate, No. 1698831 A1, IPC: G 01 R 27/26, 10/31/1989).

Известно переносное устройство для контроля качества горючего, содержащее сливной шланг, на одном конце которого установлен наконечник для подсоединения к топливному баку машины и отборки пробы горючего, прозрачный корпус, штуцер, установленный на другом конце сливного шланга и подсоединенный к впускному крану, расположенному на нижней крышке прозрачного корпуса, три сообщающиеся друг с другом камеры, смонтированные внутри прозрачного корпуса, в первой из которых расположен нефтеденсиметр, во второй - ареометр, а третья камера является смотровой (свидетельство на полезную модель №0003827, G 01 R 33/22, 9/14, 23.08.95).Known portable device for monitoring the quality of fuel, containing a drain hose, at one end of which there is a tip for connecting to the fuel tank of the machine and sampling fuel, a transparent housing, a fitting installed on the other end of the drain hose and connected to the inlet valve located on the bottom cover a transparent case, three chambers communicating with each other, mounted inside a transparent case, in the first of which is an oil densimeter, in the second - a hydrometer, and the third camera inspection (certificate for a utility model №0003827, G 01 R 33/22, 9/14, 23.08.95).

Известно устройство для измерения технических характеристик (включая и измерение параметра диэлектрической постоянной) диэлектрических сред, например жидкого топлива в рабочей емкости, содержащее источник и приемник излучения, оптически сопряженные с ними отражательные призмы с зазором между ними, две расположенные рядом полые трубки, к концам одной из которых прикреплены отражательные призмы, а концы другой трубки сопряжены с источником и приемником излучения, кроме того, устройство содержит индикатор и экран с калиброванными отверстиями, соответствующими максимумам пропускания эталонных марок топлива (свидетельство на полезную модель №0006630, G 01 N 33/22 от 16.05.98).A device is known for measuring technical characteristics (including measuring the dielectric constant parameter) of dielectric media, for example, liquid fuel in a working vessel, containing a radiation source and receiver, optically coupled reflective prisms with a gap between them, two adjacent hollow tubes, to the ends of one of which reflective prisms are attached, and the ends of the other tube are paired with a radiation source and receiver, in addition, the device contains an indicator and a screen with calibrated holes Voith corresponding to transmission maxima reference fuel grades (Certificate for useful model №0006630, G 01 N 33/22 from 05/16/98).

Все вышеуказанные устройства имеют общие существенные недостатки, основными из которых являются влияние наводок на их работу, а также то, что при использовании приборов, работающих с СВЧ излучением, имеет место искажение в измерении параметров, в частности уменьшение точности их измерения, связанные с влиянием излучения на свойства исследуемых диэлектрических сред, причем получаемые в результате измерения показатели параметров и показатели погрешностей нестабильны во времени. К тому же, в основном все эти устройства крупногабаритные и, как показала практика, применение их ограничено.All of the above devices have common significant disadvantages, the main of which are the influence of pickups on their operation, as well as the fact that when using devices operating with microwave radiation, there is a distortion in the measurement of parameters, in particular, a decrease in the accuracy of their measurement associated with the influence of radiation on the properties of the investigated dielectric media, and the resulting parameter measurements and error indicators are unstable in time. In addition, basically all of these devices are large-sized and, as practice has shown, their use is limited.

Наиболее близким аналогом к заявленному устройству и принятым в качестве прототипа, является известное устройство для измерения диэлектрической постоянной диэлектрических сред, которое описано в способе бесконтактного измерения диэлектрической постоянной диэлектрического вещества, защищенном патентом РФ №2115935 С1, G 01 R 27/26, G 01 F 23/26, приоритет: 16.04.1992 г.The closest analogue to the claimed device and adopted as a prototype is a known device for measuring the dielectric constant of dielectric media, which is described in the method of non-contact measurement of the dielectric constant of a dielectric substance, protected by RF patent No. 21115935 C1, G 01 R 27/26, G 01 F 23/26, priority: 04/16/1992

Известное устройство для измерения диэлектрической постоянной диэлектрических сред содержит датчик, измерительное электронное средство и блок индикации, средства управления, при этом датчик включает две параллельные перекрывающиеся проводящие пластины, электрически изолированные друг от друга, на которые подается переменное напряжение высокой частоты. Датчик работает по принципу конденсатора.The known device for measuring the dielectric constant of dielectric media contains a sensor, measuring electronic means and an indication unit, control means, the sensor includes two parallel overlapping conductive plates electrically isolated from each other, to which an alternating voltage of high frequency is applied. The sensor works on the principle of a capacitor.

Указанному устройству присущи все недостатки вышеуказанных аналогов. Кроме того, недостатками указанного устройства также являются невозможность измерения диэлектрической проницаемости газообразных сред; оно работает только в стационарном режиме (оно непереносное) и использовать его в экспресс-анализах не представляется возможным; практически устройство используют только для измерения, что же касается контроля указанного параметра, то этот процесс технически осуществить невозможно, поскольку оно не имеет высокую точность измерения, к тому же оно работает только в стационарном режиме.The specified device has all the disadvantages of the above analogues. In addition, the disadvantages of this device are the inability to measure the dielectric constant of gaseous media; it works only in stationary mode (it is non-portable) and it is not possible to use it in express analyzes; in practice, the device is used only for measurement, as for the control of the specified parameter, this process is technically impossible, since it does not have high measurement accuracy, and besides, it works only in stationary mode.

Основными задачами заявленного технического решения устройства для измерения диэлектрической проницаемости диэлектрических сред являются:The main objectives of the claimed technical solution of the device for measuring the dielectric constant of dielectric media are:

- достижение высокой степени точности измерений на оптимально низкой частоте излучения;- achieving a high degree of measurement accuracy at an optimally low radiation frequency;

- снижение уровня наводок;- reduction of interference levels;

- достижение стабильности и улучшение качества выходных сигналов с возможностью осуществления не только измерения диэлектрической постоянной, но и ее контроля;- achieving stability and improving the quality of output signals with the possibility of not only measuring the dielectric constant, but also its control;

- возможность использования устройства для широкого диапазона диэлектрических сред, а именно для жидких и газообразных сред.- the possibility of using the device for a wide range of dielectric media, namely for liquid and gaseous media.

Другие задачи заявленного изобретения: сделать устройство комплексным, малогабаритным (“карманным”), что даст возможность использовать его оперативно (в экспресс-анализах) в полевых условиях, кроме того, задачами являются простота технического исполнения, доступность товара для широкого круга потребителей и достижение достаточно высокого дизайнерского решения.Other objectives of the claimed invention: to make the device complex, small-sized (“pocket”), which will make it possible to use it quickly (in express analyzes) in the field, in addition, the tasks are the simplicity of technical performance, the availability of goods for a wide range of consumers and the achievement of enough high design solutions.

Сущность заявленного устройства.The essence of the claimed device.

Устройство для измерения диэлектрической постоянной диэлектрических сред выполнено в виде моноблока, содержащего блок индикации 1 (фиг.1, 3, 4), измерительный электронный блок 2 (фиг.1, 4), смонтированные в одном корпусе 3, датчик 4, органы управления, включающие выключатель питания 5, переключатель рода работ (тумблер) 6 и регулятор для калибровки показателей диэлектрической проницаемости разных проб нефтепродуктов 7, при этом датчик 4 представляет собой цилиндрический пластинчатый конденсатор, который включает цилиндрический корпус 8, имеющий в основании отверстие 9 для поступления измеряемой среды и сквозные отверстия 10 для выхода воздуха на боковой поверхности, в верхней его части, внутри которого установлены с зазором цилиндрический стакан 11 и цилиндрическая стойка 12, имеющая в нижней части, с внутренней стороны, фигурную поверхность, а в верхней части, с наружной стороны, - упор 13, образованный разницей наружных диаметров стойки 12, при этом датчик содержит кольцо 14 из диэлектрика, имеющее в верхней части форму цилиндра, а в нижней - форму усеченного конуса и которое установлено нижним основанием на упоре 13 и на уровне сквозных отверстий 10 корпуса 8, центральный трехступенчатый стержень 15, имеющий по высоте разные диаметры, образующие в верхней части стержня упор 16 и соединенный с цилиндрическим стаканом 11 посредством крестовины 17. Датчик также содержит изолирующую втулку 18, установленную в верхней части корпуса и опирающуюся нижней частью на упор 16 стержня 15. Средняя часть стержня 15 установлена с зазором по отношению к стойке 12, а между его нижней частью и нижней частью стойки 12 имеются пустоты. К тому же диаметр средней части стержня 15 в 1,5 раза больше диаметра верхней его части и в 2 раза больше диаметра нижней.A device for measuring the dielectric constant of dielectric media is made in the form of a monoblock containing an indication unit 1 (Figs. 1, 3, 4), a measuring electronic unit 2 (Figs. 1, 4), mounted in one housing 3, sensor 4, controls, including a power switch 5, a switch of the kind of work (toggle switch) 6 and a regulator for calibrating the dielectric constant of various samples of petroleum products 7, while the sensor 4 is a cylindrical plate capacitor, which includes a cylindrical body 8, having the base of the hole 9 for the input of the measured medium and through holes 10 for the exit of air on the side surface, in its upper part, inside of which are installed a gap with a cylindrical cup 11 and a cylindrical stand 12, which has a curved surface in the lower part, on the inside, and the upper part, from the outside, - the stop 13, formed by the difference in the outer diameters of the rack 12, while the sensor contains a dielectric ring 14 having the shape of a cylinder in the upper part and the shape of a truncated cone and which is installed the lower base on the stop 13 and at the level of the through holes 10 of the housing 8, the Central three-stage rod 15 having different diameters in height, forming a stop 16 in the upper part of the rod and connected to the cylindrical glass 11 by means of a crosspiece 17. The sensor also contains an insulating sleeve 18 installed in the upper part of the body and the lower part resting on the stop 16 of the rod 15. The middle part of the rod 15 is installed with a gap in relation to the rack 12, and there are voids between its lower part and the lower part of the rack 12. In addition, the diameter of the middle part of the rod 15 is 1.5 times the diameter of its upper part and 2 times the diameter of the lower.

Все композиционные элементы заявленного устройства конструктивно (механически и электрически), технологически и функционально связаны между собой.All composite elements of the claimed device are structurally (mechanically and electrically) technologically and functionally interconnected.

Заявленное устройство иллюстрируется следующими чертежами. На фиг.1 представлен общий вид устройства, вид спереди (фото после его сканирования); на фиг.2 представлена блок-схема устройства; на фиг.3 - датчик устройства в соответствии с изобретением, в разрезе и на фиг.4 - датчик устройства в соответствии с изобретением, вид снизу (фото после сканирования).The claimed device is illustrated by the following drawings. Figure 1 presents a General view of the device, front view (photo after scanning it); figure 2 presents a block diagram of a device; figure 3 - sensor device in accordance with the invention, in section and figure 4 - sensor device in accordance with the invention, bottom view (photo after scanning).

Общий вид устройства для измерения и контроля диэлектрической проницаемости диэлектрических сред представлен на фиг.1, его вид спереди. Устройство представляет собой моноблок, включающий последовательно блок индикации (цифровой индикатор, показывающий значение измеряемого параметра) 1, измерительный электронный блок (ИЭБ) 2, смонтированные в корпусе 3, и датчик 4. Корпус 3 выполнен в форме плоского вытянутого параллелепипеда.A General view of the device for measuring and controlling the dielectric constant of dielectric media is presented in figure 1, its front view. The device is a monoblock including a display unit (digital indicator showing the value of the measured parameter) 1, a measuring electronic unit (IED) 2 mounted in the housing 3, and the sensor 4. The housing 3 is made in the form of a flat elongated parallelepiped.

Кроме того, устройство (фиг.1) имеет органы управления, включающие выключатель питания 5, переключатель рода работ (тумблер) 6 и регулятор 7 для калибровки показателей диэлектрической проницаемости (постоянной) разных проб нефтепродуктов.In addition, the device (figure 1) has controls including a power switch 5, a switch of the kind of work (toggle switch) 6 and a regulator 7 for calibrating the dielectric constant (constant) of various samples of oil products.

Дизайнерское решение устройства выполнено таким образом, что оно удобно в обслуживании и в эксплуатации, в частности корпус 3 имеет “мягкое”, округлое выполнение с закругленными ребрами и углами, а на его боковых поверхностях выполнены ребра жесткости, позволяющие удобно держать прибор в руке при его использовании.The design solution of the device is made in such a way that it is convenient to maintain and operate, in particular, the housing 3 has a “soft”, rounded design with rounded edges and corners, and stiffening ribs are made on its lateral surfaces, which make it convenient to hold the device in hand with it use.

На фиг.2 представлена блок-схема заявленного устройства. Блок схема включает следующие блоки: блок индикации (поз.1), измерительный электронный блок (ИЭБ) (поз. 2) и датчик (поз. 4). В свою очередь, ИЭБ включает схему масштабирования и регулировок; прецизионный кварцевый генератор; схему обработки входного сигнала; входной двунаправленный дифференциальный усилитель и блок коммутации. Блок-схема устройства и схема ИЭБ с ее элементами представлены только для пояснения заявленного устройства.Figure 2 presents a block diagram of the claimed device. The block diagram includes the following blocks: an indication block (pos. 1), a measuring electronic unit (IEB) (pos. 2), and a sensor (pos. 4). In turn, the IEB includes a scaling and adjustment scheme; precision crystal oscillator; input signal processing circuit; input bi-directional differential amplifier and switching unit. The block diagram of the device and the circuit of the IEB with its elements are presented only to explain the claimed device.

Датчик 4 (фиг.3) заявленного устройства содержит цилиндрический корпус 8 с отверстием 9 в основании и сквозными отверстиями 10 в верхней части, смонтированные внутри корпуса цилиндрический стакан 11, цилиндрическая стойка 12 с упором 13, кольцо 14, контактирующее с корпусом 8 и с упором 13 стойки 12, центральный стержень 15 с упором 16, крестовина 17 и втулка 18.The sensor 4 (FIG. 3) of the claimed device comprises a cylindrical body 8 with an opening 9 in the base and through holes 10 in the upper part, a cylindrical cup 11 mounted inside the body, a cylindrical stand 12 with a stop 13, a ring 14 in contact with the body 8 and with a stop 13 racks 12, the Central rod 15 with emphasis 16, the crosspiece 17 and the sleeve 18.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Заявленный прибор электронный, автоматизированный, предназначен для измерения и контроля прямым экспресс-методом комплексного соответствия состава фракций измеряемых нефтепродуктов, вязкостью до 10 сантистоксов, его контрольному образцу по диэлектрической проницаемости. Прибор позволяет контролировать нефтепродукты (бензины любой марки, дизельное топливо и другие углеводородные продукты) на соответствие (идентичность) эталонному образцу, по диэлектрической проницаемости тестированных нефтепродуктов, например “ГЕПТАН”. Численные значения измеряемых величин считываются непосредственно на табло прибора (цифрового индикатора) в условных единицах.The claimed device is electronic, automated, designed to measure and control by direct express method of comprehensive matching of the composition of the fractions of the measured oil products, viscosity up to 10 centistokes, its control sample by dielectric constant. The device allows you to control petroleum products (gasoline of any brand, diesel fuel and other hydrocarbon products) for compliance (identity) with the reference sample, by the dielectric constant of the tested petroleum products, such as "HEPTAN". The numerical values of the measured values are read directly on the instrument panel (digital indicator) in arbitrary units.

Перед измерением проводят следующее. Включают блок питания прибора в сеть (220 В). На передней панели корпуса 3 (фиг.1) выключатель питания 5 переключают на включение (положение: “ВКЛ”). Тумблер 6 (переключатель рода работ) переключить на “КОНТРОЛЬ”. Далее, держа прибор в руке, датчик 4 прибора опускают в емкость вместимостью до 250 мл. В последнюю наливают эталонный нефтепродукт “ГЕПТАН” до уровня сквозных отверстий 10 датчика 4. Жидкость в прибор поступает через отверстие 9 цилиндрического корпуса 8 и заполняет все зазоры и пустоты прибора, имеющиеся между цилиндрическим корпусом 8 и цилиндрическим стаканом 11, между корпусом 8 и кольцом 14, между цилиндрическим стаканом 11 и стойкой 12, зазор и пустоты между цилиндрической стойкой 12 и стержнем 15.Before measuring, carry out the following. Turn on the power supply of the device in the network (220 V). On the front panel of the housing 3 (Fig. 1), the power switch 5 is turned on (position: “ON”). Toggle switch 6 (type of work switch) switch to “CONTROL”. Further, holding the device in hand, the sensor 4 of the device is lowered into a container with a capacity of up to 250 ml. In the latter, the GEPTAN reference oil is poured to the level of the through holes 10 of the sensor 4. The liquid enters the device through the opening 9 of the cylindrical body 8 and fills all the gaps and voids of the device between the cylindrical body 8 and the cylindrical glass 11, between the body 8 and the ring 14 between the cylindrical cup 11 and the stand 12, the gap and voids between the cylindrical stand 12 and the rod 15.

После чего, не удаляя полностью датчик 4 из жидкости, производят медленные движения прибором вверх и вниз. Этим самым прибор промывают и из него удаляются воздушные пузырьки, которые могут влиять на показатели измерения. Далее прибор вынимают и удаляют с датчика остатки жидкости.Then, without completely removing the sensor 4 from the liquid, the device makes slow movements up and down. With this, the device is washed and air bubbles are removed from it, which can affect the measurement. Next, the device is removed and the remaining fluid is removed from the sensor.

Жидкость в емкости повторно используют для промывки датчика при последующей калибровке прибора.The liquid in the tank is reused to flush the sensor during subsequent calibration of the device.

Датчик 4 прибора опускают во вторую емкость, в которой налит “ГЕПТАН”, и повторно проводят процедуру опускания датчика в емкость и последующие его окунания. После чего датчик опускают в измеряемую жидкость и через 5-10 c переключатель 6 рода работ (тумблер) переключают на “ИЗМЕРЕНИЕ”. На табло индикатора 1 должны высветиться числа, близкие к 00.0. Если числа на табло будут отличаться от показателя 00.0, то следует регулятором 7 для калибровки показателя диэлектрической проницаемости установить на табло прибора 00.0. После чего наливают в чистую емкость измеряемую жидкость, например А76, и промывают датчик 4 этим бензином, как было сказано выше. Далее в чистую емкость наливают измеряемую жидкость и производят замер, при этом предварительно регулятор 7 переключают на “ИЗМЕРЕНИЕ”. Численные значения на табло, выраженные в условных единицах, являются значениями диэлектрической проницаемости измеряемой жидкости.The sensor 4 of the device is lowered into the second container, in which "HEPTAN" is poured, and the procedure of lowering the sensor into the container and its subsequent dipping is repeated. Then the sensor is lowered into the measured liquid and after 5-10 c the switch of the 6th kind of work (toggle switch) is switched to “MEASUREMENT”. The indicator 1 should display numbers close to 00.0. If the numbers on the scoreboard will differ from the indicator 00.0, then it is necessary to set the controller 00.0 on the scoreboard of the regulator 7 to calibrate the dielectric constant. After that, a measured liquid, for example A76, is poured into a clean container, and the sensor 4 is washed with this gasoline, as mentioned above. Next, the measured liquid is poured into a clean container and a measurement is made, while previously the regulator 7 is switched to “MEASUREMENT”. The numerical values on the scoreboard, expressed in arbitrary units, are the values of the dielectric constant of the measured liquid.

Калибровку прибора следует осуществлять через 4-5 замеров бензинов. В случае засорения датчика его промывают ацетоном. Показатели диэлектрической проницаемости бензинов в условных единицах для разных бензинов должны быть в следующих пределах: А76-14-28; АИ92-30-42; АИ95-45-70; АИ98-75-110.Calibration of the device should be carried out after 4-5 measurements of gasolines. In case of clogging of the sensor, it is washed with acetone. The dielectric constant of gasoline in arbitrary units for different gasolines should be in the following limits: A76-14-28; AI92-30-42; AI95-45-70; AI98-75-110.

После окончания измерений выключатель питания 5 на панели корпуса 3 устанавливают на метке: “ОТК” и блок питания отключают от сети. Питание прибора: 9 В 5% (от батареи типа “Крона”). Потребляемый ток при напряжении 9 В 5мА, время технической подготовки, после включения прибора 3-5 c, время установления показаний 3-5 c, время непрерывной работы: круглосуточно (ограничено только емкостью батареи), погрешность измерений 0,5. Минимальный объем бензина, необходимого для проведения измерений, 150 мл. Частота звукового диапазона нормирована от 20 Гц - 20 кГц до 100-200 кГц. Уровень наводок снижается за счет применения низкой частоты. Датчик не является ни излучателем, ни приемником.After the measurement, the power switch 5 on the panel of the housing 3 is installed on the label: “OTC” and the power supply is disconnected from the network. Food of the device: 9 V 5% (from the battery like "Krona"). Current consumption at a voltage of 9 V 5 mA, technical preparation time, after turning on the device 3-5 s, time for establishing readings 3-5 s, continuous operation time: around the clock (limited only by battery capacity), measurement error 0.5. The minimum volume of gasoline required for measurements is 150 ml. The frequency of the sound range is normalized from 20 Hz - 20 kHz to 100-200 kHz. The level of interference is reduced through the use of low frequency. The sensor is neither a transmitter nor a receiver.

Заявленное устройство отличается простотой выполнения, оно малогабаритно и удобно в эксплуатации. Крестовина 17, втулка 18 и стержень 15 являются крепежными элементами, а упоры 13 и 16 - фиксирующими элементами кольца 14 из диэлектрика и втулки 18 соответственно.The claimed device is simple to perform, it is compact and convenient to operate. The crosspiece 17, the sleeve 18 and the rod 15 are fasteners, and the stops 13 and 16 are the fixing elements of the ring 14 of the dielectric and the sleeve 18, respectively.

Улучшается качество и достижение стабильных сигналов за счет выполнения устройства в виде моноблока, включающего блок индикации 1, измерительный электронный блок (ИЭБ) 2 и датчик 4, за счет конструктивного решения непосредственно датчика 4, работающего по принципу пластинчатого конденсатора, за счет наличия и конструктивного решения кольца из диэлектрического материала.The quality and achievement of stable signals are improved due to the implementation of the device in the form of a monoblock, including an indication unit 1, a measuring electronic unit (IED) 2 and a sensor 4, due to the design solution of the sensor 4 directly, operating on the principle of a plate capacitor, due to the presence and design solution rings made of dielectric material.

Электронная схема, работающая на частоте 800 Гц, подключена к датчику, дает точные и стабильные результаты измерения диэлектрической проницаемости без наводок от внешних источников помех. Шкала прибора является линейной с постоянным коэффициентом усиления и настроена так, что для основной массы измеряемых нефтепродуктов лежит в пределах от 0 до 100 у.е. Время измерения диэлектрической проницаемости измеряемой жидкости равно 3-5 с; на табло цифрового индикатора высвечивается показатель, соответствующий суммарному значению фракционного состава измеряемого нефтепродукта. Соответствие качества (соответствие фракционных составов) нефтепродуктов определяют по равенству значений сигналов измеряемого и эталонного образца. Прибор чувствителен к смесям нефтепродуктов, например высокооктановых и низкооктановых бензинов, к различного рода присадкам, смешиваемым с автомобильными бензинами.An electronic circuit operating at a frequency of 800 Hz, connected to a sensor, gives accurate and stable results of measuring the dielectric constant without interference from external sources of interference. The scale of the device is linear with a constant gain and is configured so that for the bulk of the measured petroleum products is in the range from 0 to 100 cu The measurement time of the dielectric constant of the measured liquid is 3-5 s; the indicator corresponding to the total value of the fractional composition of the measured oil product is displayed on the digital indicator board. Conformity of quality (compliance of fractional compositions) of oil products is determined by the equality of the signal values of the measured and reference sample. The device is sensitive to mixtures of petroleum products, such as high-octane and low-octane gasolines, to various additives mixed with automobile gasolines.

Заявленным устройством можно осуществлять и упрощенный индикаторный контроль диэлектрической проницаемости нефтепродуктов. Для чего при включенном приборе датчик 4 опускают в емкость, куда наливают контрольный нефтепродукт, например бензин А76, до уровня сквозных отверстий 10 прибора. Переключатель 6 ставят в положение “ИЗМЕРЕНИЕ”. Регулятором 7 устанавливают на табло цифрового индикатора 1 произвольное численное значение для контролируемого нефтепродукта, например 76,0 - для бензина А76, либо 92,0 - для бензина АИ92. Далее прибор переставляют в сравниваемую пробу и в результате замера на табло высвечивается числовой показатель. Совпадение замеренного числа с ранее установленным числом будет означать, что у сравниваемых нефтепродуктов идентичны фракционные составы по диэлектрической проницаемости.The claimed device can carry out a simplified indicator control of the dielectric constant of oil products. For this, when the device is turned on, the sensor 4 is lowered into the tank, where the control oil product, for example A76 gasoline, is poured to the level of the through holes 10 of the device. Switch 6 is set to the “MEASUREMENT” position. Regulator 7 sets an arbitrary numerical value for the monitored oil product on the digital indicator board 1, for example, 76.0 for A76 gasoline, or 92.0 for AI92 gasoline. Next, the device is rearranged in the compared sample and as a result of measurement on the scoreboard, a numerical indicator is displayed. The coincidence of the measured number with the previously set number will mean that the compared compositions of the oil products have identical dielectric constant fractions.

Заявленный прибор может быть изготовлен из доступных в настоящее время материалов, например пластмасса, нержавеющая сталь, металлизированный пластик. Прибор позволяет как измерять показатель диэлектрической проницаемости, так и контролировать этот показатель. Экспериментальные опытные образцы прибора прошли испытания в метрологической лаборатории с положительными результатами.The claimed device can be made of currently available materials, for example plastic, stainless steel, metallized plastic. The device allows both to measure the dielectric constant, and to control this indicator. The experimental prototypes of the device have been tested in the metrology laboratory with positive results.

Claims (7)

1. Устройство для измерения диэлектрической постоянной диэлектрических сред, включающее элементы в виде блока индикации, измерительного электронного блока, датчика, органы управления, отличающееся тем, что элементы устройства механически и электрически взаимосвязаны между собой и представляют собой моноблок, в котором блок индикации и измерительный электронный блок смонтированы в одном корпусе, датчик представляет собой цилиндрический пластинчатый конденсатор, который включает цилиндрический корпус, имеющий в основании отверстие для поступления измеряемой среды, а на боковой поверхности, в верхней части, сквозные отверстия для выхода воздуха, внутри корпуса датчика установлены с зазором цилиндрический стакан и цилиндрическая стойка, имеющая в нижней части, с внутренней стороны, фигурную поверхность, а в верхней части, с наружной стороны - упор, при этом датчик содержит кольцо, имеющее в верхней части форму цилиндра, а в нижней - форму усеченного конуса, и которое установлено между корпусом датчика и цилиндрической стойкой на уровне сквозных отверстий, а нижним основанием установлено на упоре цилиндрической стойки, при этом датчик включает центральный трехступенчатый стержень, установленный с зазором со стойкой, соединенный в нижней части с цилиндрическим стаканом и имеющий по высоте разные диаметры, образующие в верхней части стержня упор, изолирующую втулку, смонтированную в верхней части корпуса и установленную на упоре стержня.1. A device for measuring the dielectric constant of dielectric media, comprising elements in the form of a display unit, a measuring electronic unit, a sensor, controls, characterized in that the elements of the device are mechanically and electrically interconnected and are a monoblock in which the display unit and the measuring electronic the unit is mounted in one housing, the sensor is a cylindrical plate capacitor, which includes a cylindrical body having a hole in the base for I receive the measured medium, and on the side surface, in the upper part, through holes for air outlet, inside the sensor housing there is a clearance with a cylindrical cup and a cylindrical stand, which has a curved surface in the lower part, on the inside, and in the upper part, with on the outside, there is an emphasis, while the sensor contains a ring having the shape of a cylinder in the upper part and the shape of a truncated cone in the lower part, and which is installed between the sensor housing and the cylindrical rack at the level of through holes, and the lower base it is mounted on the stop of a cylindrical strut, and the sensor includes a central three-stage rod installed with a gap with the strut, connected at the bottom with a cylindrical cup and having different diameters in height, forming a stop in the upper part of the rod, an insulating sleeve mounted in the upper part of the housing and mounted on the rod stop. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упор цилиндрической стойки образован разницей ее наружных диаметров.2. The device according to claim 1, characterized in that the emphasis of the cylindrical rack is formed by the difference in its outer diameters. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцо нижним основанием установлено на упоре цилиндрической стойки.3. The device according to claim 1, characterized in that the ring with the lower base is mounted on the stop of the cylindrical rack. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцо выполнено из диэлектрика.4. The device according to claim 1, characterized in that the ring is made of a dielectric. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центральный стержень соединен со стаканом посредством крестовины.5. The device according to claim 1, characterized in that the central rod is connected to the glass by means of a cross. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между нижней частью стержня и внутренней фигурной поверхностью стойки имеются пустоты.6. The device according to claim 1, characterized in that there are voids between the lower part of the rod and the inner curved surface of the rack. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диаметр средней части стержня в 1,0-1,5 раза больше диаметра верхней его части и в 2,0-2,5 раза больше диаметра нижней.7. The device according to claim 1, characterized in that the diameter of the middle part of the rod is 1.0-1.5 times larger than the diameter of its upper part and 2.0-2.5 times larger than the diameter of the lower.
RU2002134155/28A 2002-12-19 2002-12-19 Device for measuring permittivity of dielectrics RU2251705C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002134155/28A RU2251705C2 (en) 2002-12-19 2002-12-19 Device for measuring permittivity of dielectrics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002134155/28A RU2251705C2 (en) 2002-12-19 2002-12-19 Device for measuring permittivity of dielectrics

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002134155A RU2002134155A (en) 2004-06-20
RU2251705C2 true RU2251705C2 (en) 2005-05-10

Family

ID=35747166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002134155/28A RU2251705C2 (en) 2002-12-19 2002-12-19 Device for measuring permittivity of dielectrics

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2251705C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5583432A (en) Electrical method and apparatus for non-contact determination of physical and/or chemical properties of a sample, particularly of blood
AU677001B2 (en) Apparatus for determining the physical and/or chemical properties of a sample, particularly of blood
US4468611A (en) Capacitive system for monitoring the dielectric properties of flowing fluid streams
Folgero et al. A broad-band and high-sensitivity dielectric spectroscopy measurement system for quality determination of low-permittivity fluids
CN111856148B (en) High-sensitivity microwave sensor for measuring dielectric constant of liquid
Hanni et al. Does the existing liquid level measurement system cater the requirement of future generation?
US5483172A (en) Radio frequency measuring apparatus
GB2260407A (en) Contactless measurement of physical parameters of samples
RU2251705C2 (en) Device for measuring permittivity of dielectrics
US6741083B2 (en) Oscillating device for the determination of the purity of single or multi-component liquids from their dielectric permittivity, in a continuous way and through frequency changes in the static permittivity region and an associated measurement procedure
CN110646061A (en) Double-path redundant intelligent calibration radio frequency admittance anti-overflow liquid level meter and measurement method thereof
JP3368508B2 (en) Level measuring method and level measuring instrument
WO2002006776A3 (en) Method and sensor for measuring the level of a liquid in a receptacle
RU2424508C1 (en) Method of measuring physical properties of liquid
CN112577850A (en) Liquid layering interface measuring system for waste emulsion treatment
SU1698724A1 (en) Method of analysis of liquid dielectrics
JP3367168B2 (en) Level measuring method and level measuring instrument
RU115925U1 (en) DEVICE FOR MEASURING AND CONTROL OF DIELECTRIC PERMEABILITY OF DIELECTRIC MEDIA
RU2317538C1 (en) Method of determining properties of multi-component dielectric material
Joshi et al. Sensitivity analysis and experimental investigation of microstrip resonator technique for the in-process moisture/permittivity measurement of petrochemicals and emulsions of crude oil and water
SU578603A1 (en) Thref-electrode sensor
RU2761775C1 (en) High-frequency capacitive contactless sensor of specific electrical conductivity of liquid
CN214334761U (en) Portable demulsifier quality detection device
JPS6225248A (en) Instrument for measuring mixing ratio of mixture of dielectric material to be measured
Tiwari et al. Quad band metamaterial inspired planar sensor for dispersive material testing

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20080711

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091220