SU1485118A1 - Устройство для определения углерода в золе уноса котлоагрегатов - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к исследованию физических свойств сыпучих материалов путем измерения электрической емкости отобранной пробы, и может быть использовано в теплоэнергетике для контроля содержания углерода в летучей золе.

Целью изобретения является повышение чувствительности в области ма- . лых значений измеряемого параметра.

2

'(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в теплоэнергетике для контроля содержания углерода в золе уноса котлоагрегатов. Цель изобретения - повышение чувствительности в области малых значений измеряемого параметра. Устройство содержит генератор переменного тока, емкостный датчик, размещенный на внешней стороне диэлектрической трубки, индикатор тока, емкостный делитель, резистор, причем датчик содержит два рабочих электрода, включенные последовательно с генератором, индикатором тока и резистором, и дополнитель- а ные электроды, размещенные на поверхности трубки между рабочими электродами и соединенные с генератором, средняя точка емкостного делителя соединена с индикатором тока. Цель изобретения достигается благодаря линеаризации преобразования измеряемого параметра в емкость. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 график функции преобразования датчика.

Устройство состоит из емкостного датчика в виде вертикально установленной диэлектрической трубки 1, например кварцевой, с основными накладными электродами 2 и 3, подключенными соответственно к генератору 4 переменного тока и индикатору 5 тока, а также дополнительного элек5Ц. 1485118 А1

3

1485118

4

трода 6 в виде двух полос, размещенных между электродами.2 и 3, и емкостного делителя на конденсаторах 7 и 8, подключенных к генератору 4„ Второй выход индикатора 5 тока подсоединен к общей точке конденсатора 7 и 8, а через разрядный резистор 9 - к генератору 4 в точку подключения электрода 6.

На фиг. 2 кривая 10 изображает зависимость емкости датчика от концентрации углерода в золе в отсутствие цепи линеаризации функции преобразования датчика, кривая 11 - ту же зависимость (функцию преобразования) при включении цепи линеаризации „

Устройство работает следующим образом.

Подключают устройство в систему транспортирования золы, отбираемой из газохода для гравиметрического анализа. Расход золы в системе регулируют, чтобы, объем трубки 1 в момент измерений был наполнен золой, и через индикатор 5 тока течет ток, обратно пропорциональный емкостному сопротивлению между электродами 2 и 3, т„е. пропорциональный содержанию углерода в золе, а паразитный . ток боковых стенок по цепи линеаризации генератор 4 - электроды 2 и 6 - емкостный делитель на конденсаторах 7 и 8 минует индикатор 5, и функция преобразования приобретает постоянную крутизну на интервале концентраций углерода большим, чем для емкостного датчика, не снабженного предлагаемой цепью линеаризации функции преобразования датчика.

Калибровку емкостного датчика проводят по эталонным пробам золы, концентрация углерода в которых определена в предварительных опытах, например, гравиметрическим анализом. Результаты определения углерода в зоне уноса, например, в массовых процентах регистрируются индикатором 5.

Эффект ответвления тока боковых стенок датчика в электрод 6 зависит от его'ширины. Зависимость объясняется тем, что основная доля энергии индуцированного поля сосредоточена

у электрода в объеме, ограниченном слоем толщиной в половину ширины электрода, и устранить прохождение 1*ока от электрода 2 на электрод 3

(минуя золу) по боковой стенке можно, лишь выполнив каждую полосу электрода 6 шириной не меньше двух толщин стенки. Указанное сосредоточение индуцированного поля в основном у электрода объясняет, почему для развязки между дополнительным электродом 6 и измерительным элекίθ тродом 3 необходимо расстояние не меньше толщины стенки трубки, т.е. не меньше пространства, индуцированного дополнительным электродов 6. Поведение функции преобразования

15 для рассмотренного случая показано зависимостью 11 на фиг. 2. Если же отключить дополнительный электрод 6 от генератора '4, паразитные токи по стеклу датчика потекут через ин20 дикатор 5 и его функция преобразования изобразится кривой 10, имеющей повышенную кривизну.

Как следует из сравнения кривых 10 и 11, крутизна функции преобразо25 вания при малых концентрация-х углерода увеличена до 16 пФ (0,16 пФ на И) в случае применения цепи линеаризации по сравнению с 9,3 пФ для известного устройства, что спо3θ, собствует повышению точности измерений в 1,7 раза. .

Графики на фиг. 2-построены для емкостного датчика из кварцевой трубки диаметром 20 мм, длиной 100 мм

35 и толщиной стенки 1,5 мм, на которой установлены основные электроды 2 и 3 шириной 15 мм и дополнительный электрод 6 в виде двух полос по 3 мм шириной на расстоянии 1,5 мм от

40 электрода 3, подключенного к индикатору,» Отношение емкостного делителя подбирают экспериментально,по наилучшей линейности функции преобразования о В рассматриваемом приме45 ре отношение емкости конденсатора 8 (10 пФ) к емкости конденсатора 7 равно 10. Разрядный резистор 9 сопротивлением 100 кОм служит для устранения паразитных наведенных зарядов.

5θ В качестве генератора 4 частотой 1 МГц использован стандартный генератор Г4-5, а в качестве индикатора 5 тока - селективный микровольтметр Вб-10, зашунтированный. на входе ем55 костью 10 пФ.

Благодаря применению цепи линеарит зации функции преобразования датчика в устройстве линейность преобразования может быть практически, т.е.

5

1485118

6

с точностью не ниже 5%, доведена до содержания углерода 20 мае. 2! в золе уноса, что позволяет установить единый коэффициент во всем диапазоне возможных концентраций углерода в золе и повысить не только точность измерений в 1,7 раза, но и упростить градуировку устройства„

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Устройство для определения углерода в золе уноса котлоагрегатов, содержащее емкостный датчик в виде вертикальной диэлектрической трубки с внешними накладными электродами, генератор переменного тока* индикатор тока, причем емкостный датчик, генератор и индикатор соединены последовательно, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности в области малых значений измеряемого параметра, оно

   содержит емкостный делитель, дополнительный электрод, резистор, причем емкостный делитель подключен

   $ параллельно выходу генератора, резне тор включен между индикатором тока и генератором, средняя точка делителя соединена с точкой соединения индикатора тока с резистором, дополни10 тельный электрод выполнен в виде двух полос, размещенных между рабочими электродами и соединен, с точкой соединения емкостного делителя с резистором.

   15 '
2. 2. Устройство по п. ^отличающееся тем, что ширина дополнительного электрода составляет не менее двух толщин стенки

   20 трубки датчика и дополнительные электроды размещены на расстоянии не менее толщины стенки трубки датчика от электрода, соединенного с индикатором тока.

   фие.^

   1485118

   фие. 2