RU2624589C1

RU2624589C1 - Method of cake thickness control

Info

Publication number: RU2624589C1
Application number: RU2016131857A
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Хорват
Original assignee: Алексей Владимирович Хорват
Priority date: 2016-08-03
Filing date: 2016-08-03
Publication date: 2017-07-04

Abstract

FIELD: measuring equipment.

SUBSTANCE: method of cake thickness control is based on the change in the sensor capacity when the cake thickness is increased and consists in placing in the vessel with liquid forming the cake a pre-evaporated cake thickness control sensor comprising electrodes made in the form of two flat combs having teeth and a base in the form of flat rectangles connected to each other and applied on a flat dielectric base. The teeth of the first comb enter into the gaps between the teeth of the second comb to form a uniformly alternating teeth and gaps between them, wherein the width of the gap between the teeth is equal to the tooth width, according to the invention, additional electrodes are installed on the two diametrically opposite corners of the sensor so that at least two flat L-shaped electrodes are located on each mentioned corner, wherein the inner L-shaped electrode is formed by a tooth and a base of relative flat comb, wherein potential of the additional electrodes is made equal to potential near the located electrode forming the comb by value and sign.

EFFECT: reduction of the influence of the capacity of other bodies on the change in working body capacity, possibility to level the edge effect and improvement of measurement accuracy.

3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании способов и датчиков контроля толщины осадка в осадкообразующих жидкостях.The invention relates to measuring technique and can be used to create methods and sensors for controlling the thickness of sediment in sediment-forming liquids.

Известен способ контроля толщины осадка и датчик для его реализации, содержащий электроды, погружаемые в сосуд с жидкостью, включенные в схему измерения емкости между этими электродами, при этом электроды выполнены в виде плоских гребенок, нанесенных па плоское диэлектрическое основание, устанавливаемое на дне сосуда (А.с. СССР №309229, заявка №1409792/25-28 от 27.11.1970, МПК: G01b 7/34 - прототип).A known method of controlling the thickness of the sediment and a sensor for its implementation, containing electrodes immersed in a vessel with liquid, included in the circuit for measuring the capacitance between these electrodes, the electrodes are made in the form of flat combs deposited on a flat dielectric base mounted on the bottom of the vessel (A .s. USSR No. 309229, application No. 1409792 / 25-28 of 11/27/1970, IPC: G01b 7/34 - prototype).

Способ реализуется следующим образом. Датчик погружается в сосуд с жидкостью, образующей осадок, и включается в схему измерения емкости между электродами. Осадок, в виде тонкого слоя покрывающий основание датчика, приводит к изменению емкости между электродами, нанесенными на это основание. Баланс схемы измерения емкости нарушается, и на выходе ее появляется электрический сигнал, соответствующий контролируемой толщине осадка.The method is implemented as follows. The sensor is immersed in a vessel with a liquid forming a precipitate, and is included in the capacitance measurement circuit between the electrodes. The precipitate, in the form of a thin layer covering the base of the sensor, leads to a change in capacitance between the electrodes deposited on this base. The balance of the capacitance measuring circuit is violated, and an electric signal appears at its output, corresponding to the controlled thickness of the sediment.

Основным недостатком указанного способа является недостаточно высокая точность измерения, связанная с наличием краевого эффекта при изменении емкости датчика.The main disadvantage of this method is the insufficiently high measurement accuracy associated with the presence of an edge effect when the sensor capacitance changes.

Задачей изобретения является создание способа контроля толщины осадка, позволяющего уменьшить влияние емкости других тел на изменение емкости рабочего тела конденсатора, что позволит нивелировать краевой эффект и, тем самым, повысить точность измерений.The objective of the invention is to provide a method for controlling the thickness of the sediment, which allows to reduce the influence of the capacity of other bodies on the change in the capacity of the working fluid of the condenser, which will level the edge effect and, thereby, increase the accuracy of measurements.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном способе контроля толщины осадка, основанном на изменении емкости датчика при увеличении толщины осадка и заключающемся в размещении в сосуде с жидкостью, образующей осадок, предварительно оттарированного датчика контроля толщины осадка, содержащего электроды, выполненные в виде двух плоских гребенок, имеющих зубья и основание в виде плоских прямоугольников, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание, при этом зубья одной гребенки входят в зазоры между зубьями второй гребенки с образованием равномерно чередующихся зубьев и зазоров между ними, причем ширина зазора между зубьями равна ширине зуба, согласно изобретению с двух диаметрально расположенных углов датчика устанавливают дополнительные электроды таким образом, что на каждом упомянутом углу размещается по меньшей мере два плоских Г-образных электрода, причем внутренний Г-образный электрод образуют зубом и основанием соответствующей плоской гребенки, при этом потенциал дополнительных электродов обеспечивают по величине и знаку равным потенциалу вблизи расположенного электрода, образующего гребенку.The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed method of monitoring the thickness of the precipitate, based on the change in the sensor’s capacity with increasing sediment thickness and consisting in placing in the vessel with the liquid forming the precipitate, a pre-calibrated sensor for controlling the thickness of the sediment containing electrodes made in the form of two flat combs having teeth and a base in the form of flat rectangles connected to each other and applied to a flat dielectric base, while the teeth of one comb are in the gap edges between the teeth of the second comb with the formation of uniformly alternating teeth and gaps between them, and the width of the gap between the teeth is equal to the width of the tooth, according to the invention, additional electrodes are installed from two diametrically located corners of the sensor so that at least two flat -shaped electrodes, the inner L-shaped electrode being formed by a tooth and the base of the corresponding flat comb, while the potential of the additional electrodes provides is not equal to the potential and sign located near the electrode forming the comb.

В варианте применения способа зазоры между дополнительными электродами выполняют равными зазорам между зубьями гребенки.In an application of the method, the gaps between the additional electrodes are equal to the gaps between the teeth of the comb.

В варианте применения способа зазоры между дополнительными электродами и дополнительными электродами и зубьями гребенки выполняют равными зазорам между зубьями гребенки.In an application of the method, the gaps between the additional electrodes and the additional electrodes and teeth of the comb are equal to the gaps between the teeth of the comb.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид предложенного датчика, на фиг. 2 - датчик в емкости с осадкообразующей жидкостью, на фиг. 3 - распределение линий поля при наличии краевого эффекта без дополнительных электродов, на фиг. 4 - распределение линий поля без краевого эффекта с дополнительными электродами.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the proposed sensor, FIG. 2 - sensor in a tank with sediment-forming liquid, in FIG. 3 - distribution of field lines in the presence of an edge effect without additional electrodes, in FIG. 4 - distribution of field lines without edge effect with additional electrodes.

Предложенный способ может быть реализован при помощи датчика контроля толщины осадка, имеющего следующую конструкцию.The proposed method can be implemented using a sensor to control the thickness of the sediment, having the following design.

Датчик контроля толщины осадка содержит электроды, выполненные в виде двух плоских гребенок 1 и 2, имеющих зубья 3 и 4 соответственно и основание в виде плоских прямоугольников 5 и 6, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание 7 датчика. Зубья 3 одной гребенки входят в зазоры между зубьями 4 второй гребенки с образованием равномерно чередующихся зубьев и зазоров 8 между ними. Ширина зазора 8 между зубьями равна ширине зуба 3 или 4. С двух диаметрально расположенных углов датчика установлены дополнительные электроды 9 и 10 таким образом, что на каждом упомянутом углу располагается по меньшей мере два плоских Г-образных электрода, при этом внутренний Г-образный электрод образован зубом и основанием соответствующей плоской гребенки. Силовые линии электрического поля дополнительных электродов направлены от рабочего электрода в бесконечность и ко второму Г-образному электроду, расположенному рядом. Таким образом, дополнительные электроды, не взаимодействуй с основными электродами, блокируют воздействие внешних электрических полей.The sludge thickness control sensor contains electrodes made in the form of two flat combs 1 and 2, having teeth 3 and 4, respectively, and a base in the form of flat rectangles 5 and 6, interconnected and deposited on a flat dielectric base 7 of the sensor. The teeth 3 of one comb enter the gaps between the teeth 4 of the second comb with the formation of uniformly alternating teeth and gaps 8 between them. The width of the gap 8 between the teeth is equal to the width of the tooth 3 or 4. With two diametrically located corners of the sensor, additional electrodes 9 and 10 are installed in such a way that at least two flat L-shaped electrodes are located on each of the mentioned angles, while the internal L-shaped electrode formed by the tooth and base of the corresponding flat comb. The electric field lines of the additional electrodes are directed from the working electrode to infinity and to the second L-shaped electrode located nearby. Thus, additional electrodes, do not interact with the main electrodes, block the effect of external electric fields.

Предложенный способ может быть реализован при помощи указанного датчика контроля толщины осадка следующим образом.The proposed method can be implemented using the specified sensor control the thickness of the sediment as follows.

Датчик погружают в сосуд 11 с жидкостью, образующей осадок, и включают в схему измерения емкости между электродами (не обозначена и не показана).The sensor is immersed in a vessel 11 with a liquid forming a precipitate, and is included in the circuit for measuring the capacitance between the electrodes (not indicated and not shown).

Осадок 12, в виде тонкого слоя покрывающий плоское диэлектрическое основание 7 датчика, приводит к изменению емкости между электродами, выполненными в виде двух плоских гребенок 1 и 2, имеющих зубья 3 и 4 соответственно и основание в виде плоских прямоугольников 5 и 6, соединенных между собой и нанесенных на плоское диэлектрическое основание 7 датчика. Баланс схемы измерения емкости нарушается, и на выходе ее появляется электрический сигнал, соответствующий контролируемой толщине осадка. Дополнительные электроды 9 и 10 имеют потенциал, по величине и знаку равный потенциалу вблизи расположенного электрода, образующего гребенку. За счет того, что силовые линии электрического поля дополнительных электродов направлены от рабочего электрода в бесконечность и ко второму Г-образному электроду, расположенному рядом, блокируется воздействие внешних электрических полей.Sediment 12, in the form of a thin layer covering the flat dielectric base 7 of the sensor, leads to a change in capacitance between the electrodes made in the form of two flat combs 1 and 2 having teeth 3 and 4, respectively, and the base in the form of flat rectangles 5 and 6 connected to each other and deposited on a flat dielectric base 7 of the sensor. The balance of the capacitance measuring circuit is violated, and an electric signal appears at its output, corresponding to the controlled thickness of the sediment. Additional electrodes 9 and 10 have a potential equal in magnitude and sign to the potential near the located electrode forming a comb. Due to the fact that the electric field lines of the additional electrodes are directed from the working electrode to infinity and to the second L-shaped electrode located nearby, the influence of external electric fields is blocked.

Использование предложенного технического решения позволит создать датчик контроля толщины осадка, позволяющий исключить краевой эффект и, тем самым, повысить точность измерений.Using the proposed technical solution will allow you to create a sensor to control the thickness of the sediment, which eliminates the edge effect and, thereby, increase the accuracy of measurements.

Claims

1. The method of controlling the thickness of the sediment, based on the change in the capacity of the sensor with increasing thickness of the sediment and which consists in placing in the vessel with the liquid forming the precipitate, a pre-steamed sensor for controlling the thickness of the sediment containing electrodes made in the form of two flat combs having teeth and a base in in the form of flat rectangles interconnected and deposited on a flat dielectric base, while the teeth of one comb enter into the gaps between the teeth of the second comb with the formation of evenly alternating teeth and gaps between them, and the width of the gap between the teeth is equal to the width of the tooth, characterized in that from two diametrically located corners of the sensor, additional electrodes are installed in such a way that at least two flat L-shaped electrodes are placed on each said corner, the inner A L-shaped electrode is formed by a tooth and the base of the corresponding flat comb, while the potential of the additional electrodes provide in magnitude and sign equal to the potential near the electrode located a, forming a comb.

2. The control method according to claim 1, characterized in that the gaps between the additional electrodes are equal to the gaps between the teeth of the comb.

3. The control method according to claim 1, characterized in that the gaps between the additional electrodes and the additional electrodes and teeth of the comb are equal to the gaps between the teeth of the comb.