RU4384U1 - Диэлькометрический датчик - Google Patents

Abstract

1. Диэлькометрический датчик, включающий наружный трубчатый электрод и коаксиально расположенный в нем внутренний электрод, средства фиксации внутреннего электрода в наружном, электрически соединенный с выходным разъемом выводной стержень, герметизированный от наружного трубчатого электрода, отличающийся тем, что внутренний электрод выполнен в виде трубки, расположенной с зазором относительно наружного трубчатого электрода и входным торцом, утопленном относительно торца наружного электрода, на концах электродов, противоположных входным торцам, выполнена перфорация, а средства фиксации внутреннего электрода в наружном изготовлены из гидрофобного материала, например фторопласта, причем выводной стержень расположен соосно с электродами.2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что наружный и внутренний электроды выполнены из материала с различными коэффициентами теплового расширения.

Description

МПКб G 01 N27/22 ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК,

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в средствах измерения, предназнзаченных для определения содержания воды в маслах, мазутах, дизельных топливах и других жидких нефтепродуктах сходных по диэлектрическим свойствам.

Полезная модель может найти применение для определения загрязненности жидкостей, в том числе смазочных масел в процессе эксплуатации двигателей и других механизмов в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Для определения содержания воды в жидких углеводородах в настоящее время применяются несколько типов измерительных устройств, из которых наиболее широкое распространение получили диэлькометрические влагомеры, действие которьк основано на использование зависимости диэлектрической проницаемости среды от соотношения содержания в ней воды и жидкого нефтепродукта. Роль функционального элемента, контролирующего изменение диэлектрической проницаемости среды, выполняют в них устройства для преобразования значений влажности нефтепродукта в значение электрической емкости, представляющие собой цилиндрический конденсатор, между двумя электродами которого протекает измеряемая среда, и различающиеся в практическом воплощении конструкцией и взаимным расположением электродов, средствами их крепления, устройством выводов и выполнением изоляции.

Известен промьпнленный анализатор содержания воды в нефти и нефтепродуктах ПАВН - М ,состоящий из блоков: измерительного, питания, контроля и регистрирующего прибора. Измерительный блок включает блок конденсаторов, диспергатор и электронный блок.1

В основу измерения положен метод сравнения падения напряжения на рабочем и сравнительном конденсаторах. Напряжение на этих конденсаторах распределяется обратно пропорционально их емкости, величина емкости рабочего конденсатора зависит от процентного содержания воды в продукте.

Указанный прибор является многофункциональным, может применяться в различных технологических установках ГРЭС, ТЭЦ и для экспресс- анализа в лабораториях.К недостаткам данного п|йбора относится сложность его конструкции и последующего монтажа из- за наличия в нем большого количества различных блоков.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для преобразования значений влажности нефти и нефтепродуктов в значение электрической емкости 2 .

Устройство содержит трубчатый электрод со средствами соединения его с трубопроводом, коаксиально расположенный внутри него стержневой электрод, покрытый диэлектрическим слоем, средства фиксации стержневого электрода внутри трубчатого электрода и электрически соединенный со стержневым электродом радиально расположенный выводной стержень, снабженный изоляцией и герметизированный относительно трубчатого электрода. Выводной стержень жестко соединен со стержневым электродом, изоляция выводного стержня выполнена в виде диэлектрического слоя и диэлектрический слой стержневого электрода и выводного стержня выполнены в виде сплошного покрытия.

Жесткое соединение выводного стержня со стержневым электродом при определенном соотношении их размеров обеспечивает возможность установки последних в трубчатом электроде в результате чего упрощается конструкция устройства, повышается надежность его работы независимо от содержания воды в контролируемой углеводородной среде.

К недостаткам указанного устройства можно отнести необходимость изготовления конструктивных элементов с высокой точностью для соблюдения определенных взаимосвязанных размеров стержневого и трубчатого электродов, а также выводного стержня. Кроме того требуется строгая фиксация стержневого электрода внутри трубчатого с помощью специальных элементов, а также специальные средства для герметизации выводного стержня в месте прохода выводного стержня. Конструктивные особенности устройства обеспечивают его применение только для трубопровода одного определенного диаметра.

Задачей полезной модели является создание более простой и универсальной конструкции диэлькометрического датчика для применения в потоках различных сред, а также в стационарных условиях и для анализа состава сред в лабораторных условиях. Кроме того, конструктивное выполнение элементов устройства обеспечивает улучшение гидродинамических условий протекания измеряемой жидкости в зазоре между электродами, что обеспечивает высокую надежность и воспроизводимость измерений.

Задача решается тем, что диэлькометрический датчик содержит наружный трубчатый электрод и коаксиально расположенный в нем внутренний электрод, средства фиксации внутреннего электрода в наружном, электрически соединенный с выходным разъемом вьвзодной стержень, герметизированный от наружного трубчатого электрода. Внутренний электрод выполнен в виде трубки расположенной с зазором относительно наружного трубчатогой электрода и входным торцом, утопленном относительно торца наружного электрода. На концах электродов противоположных входным торцам выполнена перфорация. Средства фиксации внутреннего электрода в

наружном изготовлены из гидрофобного материала, например фторопласта. Выводной стержень расположен соосно с электродами.

Наружный и внутренний электроды могут быть выполнены из материалов с различными коэффициентами теплового расширения для компенсации температурной погрешности при анализе сред при различных температурных параметрах.

Конструктивное исполнение и расположение элементов датчика не влияет на гидродинамику процесса, вследствие чего обеспечивается стабильность работы датчика и воспроизводимость результатов измерений

На фиг.1 приведен внешний вид полезной модели. Разработанный диэлектрический датчик включает трубчатый электрод 1 со средством соединения с трубопроводом, вьшолненной в виде резьбовой втулки 2, внутренний электрод 3, зафиксированный в требуемом положении с помощью держателей 4, обеспечивающих герметизацию внутреннего электрода от наружного. Внутренний электрод 3 переходит в выводной стержень 5, электрически соединенный с разъемом 6, установленном на крышке датчика 7. На выходных концах электродов 1, 3 выполнена перфорация 8 для протекания анализируемой среды. Электроды образуют цилиндрический конденсатор, включенный в схему измерительного блока, соединенного с разъемом 6.

В качестве измерительного блока используют преимущественно измеритель L, С, R цифровой Е 7-12.

Аналогичная измерительная схема может быть выполнена в крышке датчика, что обеспечит устройству портативность.

При работе датчика анализируемая жидкость находится в коаксиальном пространстве между электродами 1 и 3 и в зависимости от диэлектрических характеристик ингредиентов пропорционально изменяется электрическая емкость конденсатора, образованного электродами. Изменение электрической емкости воспринимается измерительным блоком, который выдает информацию о соотношении ингредиентов в смеси,

ПРИМЕР.

Оптимальные конструктивные параметры датчика: диаметр наружного электрода - 20 мм, зазор между электродами - 1,5 мм, длина электродов - 45 мм.

Анализировались мазуты марок IFO-80, DFO- 180 с различным содержанием воды на частотах 500 кщ до 15 мгц. Тарировка датчика производилась на эталонных образцах с заранее заданным соотношением ингредиентов.

Результаты испытаний мазута BFO-80 приведены в таблице. По приведенным результатам строят калибровочные кривые и определяют соотношение ингредиентов в анализируемых смесях.

различных технологических установках. Датчик является портативным, прост в изготовлении и эксплуатации.

Использованная литература.

1.Проспект. Промышленный анализатор содержания воды и нефти в нефтепродуктах. Москва, 1989 г.

2.RU Патент № 2034287, кл. G 01 N 27/22, 1995.

Результаты испытаний мазута 1FO-80

Таблица

Claims (2)

1. Диэлькометрический датчик, включающий наружный трубчатый электрод и коаксиально расположенный в нем внутренний электрод, средства фиксации внутреннего электрода в наружном, электрически соединенный с выходным разъемом выводной стержень, герметизированный от наружного трубчатого электрода, отличающийся тем, что внутренний электрод выполнен в виде трубки, расположенной с зазором относительно наружного трубчатого электрода и входным торцом, утопленном относительно торца наружного электрода, на концах электродов, противоположных входным торцам, выполнена перфорация, а средства фиксации внутреннего электрода в наружном изготовлены из гидрофобного материала, например фторопласта, причем выводной стержень расположен соосно с электродами.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что наружный и внутренний электроды выполнены из материала с различными коэффициентами теплового расширения.