SU1111089A1 - Датчик диэлькометрического влагомера - Google Patents

Abstract

ДАТЧИК ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО ВЛАГОМЕРА, содержащий коаксиальную систему из трех электродов, выполненную в виде полого цилиндрического наружного электрода,  вл ющегос  одновременно корпусом,и двух аналогичных внутренних электродов, установленf ,ных на выходе датчика, на входе которого установлен электростатический сепаратор, электроды которого подключены к источнику посто нного высокого напр жени , причем наружный и ближайший к нему внутренний электроды образуют эталонный измерительный канал, а оба внутренних электрода обводненный измерительный канал, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, электроды электростатического .сепаратора выполнены в виде двух ленточных спиралей, продольные оси которых расположены диаметрально противоположно и симметрично относительно центг ральной оси датчика, при этом витки t спиралей размочены взаимно череду сь,, а рассто ни  между обращенными друг к другу их поверхност ми равны величине кольцевого зазора между внутре ними электродами. 3 1 00 со tfat.l

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, предназначено дл  измерени  микровлагосодержаний в ди электрических жидкост х и может быт использовано, в частности, в дизлькометрических -влагомерах систем кон рол  степени обводненности авиацион чых топлив, Известен датчик диэлькометрИческ влагомеров, принцип работы которого основываетс  на использо.вании задис мостидиэлектрической проницаемости контролируемой жидкости от содержани  в ней эмульсионной .воды. Этот датчик представл ет собой емкостный измерительный преобразователь, как правило, в виде коаксиальной измери тельной системы электродов, через которые прокачиваетс  исследуема  жидкость. Датчик включаетс  в высокочастотные мостовые или генераторные измерительные схемы, образу  их активные элементы Cl. Недостаток известного, датчика за 1слючаетс  в низкой точности измереНИИ , обусловленной конструктивным н совершенством, в том числе использу мьах электростатических сепараторов. Наиболее близким техническим реш нием к изобретению  вл етс  датчик диэлькометрического влагомера, содер . жащий коаксиальную систему из трех электродов, выполненную в виде полого цилиндрического наружного электро да  вл ющегос  одновременно корпусом , и двух аналогичных внутренних электродов, установленных на выходе датчика, на входе которого установлен электростатический сепаратор, электроды которого подключены к ис точнику посто нного высокого напр жени , причем наружный и ближайщий к нему внутренний электроды образуют эталонный измерительный кангш, а оба внутренних электрода - обводненный измерительный канал 121 Данному датчику присуща недостаточна  точность измерений микровла осодержаний в исследуемой жидкости, что не удовлетвор ет современные нужды контрол  обводненности авиационных топлив, ввиду конструктивных особенностей используемого электростатического сепаратора, не обеспечивающего полную концентрацию в коль цевой зоне обводненного измерительного канала, собственно, и ее должно формирование, как это предусмотрено методикой сравнительных измерений, содержащейс  в контролируемом потоке жидкости воды. В результате известна ее часть не участвует в измерительном процессе, что негативно отражаетс  на доверительности;получаемых результатов. Кроме того, имеющее ,место выполнение электродов электростатического сепаратора в виде сплошных цилиндров увеличивает гидродинамическое сопротивление датчика, а это снижает оперативность работы централизованных систем заправки воздушных судов. Цель изобретени  - повышение точности измерений микровлагосодержаний в авиационных топливах. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в датчике диэлькометрического влагомера, содержащем коаксиальную систему из трех электродов, выполненную в виде полого наружного электрода ,,  вл ющегос  одновременно корпусом , и двух аналогичных внутренних электродов, установленных на выходе датчика, на входе которого установлен электростатический сепаратор, электроды которого подключены к источнику посто нного высокого напр жени , причем наружный и ближайший к нему внутренний электроды образуют эталонный измерительный канал, а оба внутренних электрода - обводненный измерительный канал, электроды электростатического сепаратора выполнены в виде двух ленточных спиралей, продольные оси которых расположены диаметрально противоположно и симметрично относительно центральной оси датчика , при этом витки спиралей размещены взаимно череду сь, а рассто -; ни  между обращенными друг к другу их поверхност ми равны величине кольцевого зазора между внутренними электродами . На фиг. 1 .представлена конструкци  датчика диэлькометрического вла.j4oMepa , принципиальный вид; на фиг. 2 -.4 - сечени  А-А, Б-Б и Б-В соответственно . I Датчик диэлькометрического влагомера содержит коаксиальную измерительную систему из трех электродов в виде полых цилиндров, а именно наружного электрода 1,  вл ющегос  одновременно корпусом, и двух внутренних электродов 2 и 3, установленных на .выходе датчика, встроенный на входе датчика электростатический сепаратор , состо щий из двух электродов 4 и 5, и втулки, б и 7 дл  креплени  соответствующих электродов 2-5, Электроды 2, 1 и 3 соединены попарно с входами 8 и 9, например, высокочастотной мостовой измерительной схемы, причем наружный () и внешний внутренний (2) электроды образуют обезвоженный (эталонный) измерительный канал, а оба внутренних электрода (2 и 3) образуют обводненный измерительный канал {названные каналы расположены между указанными электродами ) . Электроды 4 и 5 подключены к разным зажимам источника посто нного высокого напр жени  и выполнены в виде ленточных спиралей, в частности трехвитковых, продольные оси которых расположены диаметрально противоположно и симметрично относительно центральной оси датчика, при этом витки спиралей размещены взаимно череду сь, а рассто ни  между обращенными друг к другу их поверхност ми в экстремальных положени х (относительно центральной оси датчика) равны величине кольцевого зазора меж ду внутренними электродами 2 и 3. Втулки 6.и 7 выполнены из диэлектрического материала (например, из фторопласта , имеющего диэлектрическую проницаемость, близкую по значению диэлектрической проницаемости авиатоплив ) и укреплены посредством прес совой посадки в наружном электроде 1. Поверхности (активные) электродов 1-5, контактирующие с авиатопливом, имеют гидрофобное покрытие дл  исключени  .образовани  на них вод ных пленок. Все внутренние элегченты датчика профилированы должным образом в гидродинамическом отношении дл  устранени  турбулентности в потоке авиатоплива. Монтаж датчика в тру- бопроводную топливную магистраль производитс  при пЬмощи концевых фланцев на корпусе датчика с центрирующими отверсти ми. Работа датчика диэлькометричес , кого влагомера осуществл етс  следую щим образом. Поток контролируемой на микровлагосйдержание диэлектрической жидкости пропускаетс  (прокачиваетс ) под давлением через датчик снизу вверх (фиг. 1). При прохождении этоITO потока через электростатический сепаратор под действием электроди; нагйических сил происходит миграци  к пель эмульсионной воды, обладающих значительными дипольными моментами, к его электродам 4 и 5 с разнозначными потенциалами. В результате в про ходной полости датчика образуютс  две фракции контролируемой жидкости, а именно обводненна , т.е. включающа в сконцентрированном виде всю содержащуюс  в ней влагу, котора  имеет вид спирального жгута, формируемого относительно средней окружности пере крыти  (в плане) фигурных электродов 4 и 5, обезвоженна , протекающа  через центральную часть датчика и его пристеночную зону. При своем движении .на выходе из датчика эти две искусственно созданные жидкие фрак ции минуют соответственно обводненный измерительный канал между электро дами 2 и 3 и обезвоженный измерит льный канал между электродами 1 и 2. . С помощью коаксиальной измерительной системы из пар электродов 2, 3 и 1, 2 наход тс  значени  диэлектрических проницаемостей сред обводненного и обез.воженного измерительных пространств , которые определ ют величины емкостей, подключенных ко входам : 8 и 9 высокочастотной мостовой измерительной схемы, котора  автоматически производит их сравнение. В случае , если сигнал разбаланса мостовой схемы превысит предварительно аттарироваиный допустимый уровень микровлагосолержани  в контролируемой жидкости , может быть подана светова , или звукова  сигнализаци , в частности, в систему централизованной заправки воздушных судов, а также прекращена их заправка. Таким образом, предлагаемый датчик . диэлькометрического влагомера обеспечивает высокую точность контрольных измерений степени микровлагосодержани  в исс.педуемой диэлектрической жидкости. Это достигаетс  за счет повышени  эффективности функционировани  встроенного электростатиче.ского сепаратора, что позвол ет оптимально использовать в измерительном процессе всю содержащуюс  в контролируемом потоке диэлектрической жидкости эмульсионную воду и рационально, учитыва  ее мизерность с точки зрени  доверительности получаемых результатов . Содействующими этому факторами  вл ютс  также разделение контролируемой жидкости на две сопоставл емые фракции в едином ее потоке, что не требует каких-либо дополнительных эталонов объекта исследовани , не нарушает его исходного физического состава и устран ет температурные погрешности ввиду известного дифференциального принципа действи  измерительного моста, а также применение коаксиальной измерительной систели, совершенно сочетающейс  с трубопроводными трактами. В этом плане важно формирование обводненной фракции жидкости в виде спирального жгута, так как это позвол ет при указанных кон-г1 структивных особенност х электростатического сепаратора рационально согасовывать его 1 аботу с кольцевым зазором между внутренними электродаи и тем самым уменьшить его величину, способству  повышению чувствительности измерений по причине обратно пропорциональной зависимости между значением емкости и рассто нием между лектродами емкостного измерительного преобразовател . Кроме того, спеифическое выполнение электродов встроенного электростатического сепаратора в виде двух ленточных спираей позвол ет максимально реализовать используемый электрогидродинамический эффект при меньших продольных габаритах датчика и снизить его гидродинамическое сопротивление, что увеличивает скорость прокачки через датчик контролируемой жидкости и тем самым, повышает оперативность efo действи .

/f-1

L,e.z

6-6

5.

Вб

Claims (1)

1. ДАТЧИК ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО ВЛАГОМЕРА, содержащий коаксиальную систему из трех электродов, выполненную в виде полого цилиндрического наружного электрода, являющегося одновременно корпусом,и двух аналогичных внутренних электродов, установлен- ных на выходе датчика, на входе которого установлен электростатический сепаратор, электрода которого подключены к источнику постоянного высокого напряжения, причем наружный и ближайший к нему внутренний электроды образуют эталонный измерительный канал, а оба внутренних электрода обводненный измерительный канал, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, электрода электростатического сепаратора выполнены в виде двух ленточных спиралей, продольные оси которых расположены диаметрально противоположно и симметрично относительно центральной оси датчика,' при этом витки g спиралей размещены взаимно чередуясь^ а расстояния между обращенными друг Ь к другу их поверхностями равны вели- IV чине кольцевого зазора между внутрен-|< ними электродами. | мическое сопротивление датчика, а это снижает оперативность работы централизованных систем заправки воздушных судов.

   Цель изобретения - повышение точности измерений микровлагосодержаний в авиационных топливах.

   Поставленная цель достигается тем, что в датчике диэлькометрического влагомера, содержащем коаксиальную систему из трех электродов, выполненную в виде полого наружного электрода,. являющегося одновременно корпусом, и двух аналогичных внутренних электродов, установленных на выходе датчика, на входе которого установлен электростатический сепаратор, электрода которого подключены к источнику постоянного высокого напряжения, причем наружный и ближайший к нему внутренний электрода образуют эталонный измерительный канал, а оба внутренних электрода 7 обводненный измерительный канал, электрода электростатического сепаратора выполнены в виде двух ленточных спиралей, продольные оси которых расположены диаметрально противоположно и симметрично относительно центральной оси датчика, при этом витки спиралей размещены взаимно чередуясь, а расстоя7\ ния между обращенными друг к другу йх поверхностями равны величине кольцевого зазора между внутренними электродами .

   На фиг. 1 .представлена конструк35 ция датчика диэлькометрического вла> Номера, принципиальный вид; на 2 -.4 - сечения А-А, Б-Б и В-В ветственно.

   Датчик диэлькометрического