SU1550405A1

SU1550405A1 - Capacitive pickup

Info

Publication number: SU1550405A1
Application number: SU884385468A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Милай; Лариса Викторовна Артемова
Priority date: 1988-01-18
Filing date: 1988-01-18
Publication date: 1990-03-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к емкостным датчикам контрол свойств сыпучих или жидких материалов, и может быть использовано в металлургической, горной, строительной, химической, пищевой, топливной промышленности и в сельском хоз йстве. Цель изобретени - повышение точности контрол за счет повышени чувствительности датчика и исключени вли ни диэлектрической проницаемости среды вне датчика. Датчик содержит четыре электрода, выполненных в виде пластин, которые соединены в две пары, и имеет дополнительно две плоские рамки, расположенные в перпендикул рных плоскост х симметрично линии их пересечени и соединенные жестко в местах пересечени . Внутри каждой рамки установлено по два электрода, три боковые стороны которых соединены с рамками, а четвертые стороны параллельны линии пересечени плоскостей и наход тс от нее на равных рассто ни , причем заземленна пара электродов соединена с рамкой провод щим слоем и образует с ней единое целое, потенциальные электроды соединены с рамкой изолирующим слоем, а в месте соединени рамок с одной стороны датчика имеетс отверстие дл соединительного провода потенциальных пластин. 3 ил.The invention relates to a measurement technique, namely to capacitive sensors for monitoring the properties of bulk or liquid materials, and can be used in the metallurgical, mining, construction, chemical, food, fuel industry and agriculture. The purpose of the invention is to improve the control accuracy by increasing the sensitivity of the sensor and eliminating the influence of the dielectric constant of the medium outside the sensor. The sensor contains four electrodes, made in the form of plates, which are connected in two pairs, and additionally has two flat frames located in perpendicular planes symmetrically with their intersection lines and rigidly connected at the intersections. Inside each frame there are two electrodes, three sides of which are connected to the frames, and the fourth sides are parallel to the line of intersection of the planes and are equally spaced, and the grounded pair of electrodes is connected to the frame with a conductive layer, potential electrodes are connected to the frame with an insulating layer, and at the junction of the frames on one side of the sensor there is an opening for the connecting wire of the potential plates. 3 il.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к емкостным датчикам контрол свойств сыпучих или жидких материалов, например, влажности, концентрации и т.п., и может быть использовано в металлургической , горной, строительной, химической , пищевой, топливной промышленности и сельском хоз йстве.The invention relates to a measurement technique, in particular to capacitive sensors for monitoring the properties of bulk or liquid materials, for example, humidity, concentration, etc., and can be used in the metallurgical, mining, construction, chemical, food, fuel industry and agriculture .

Цель изобретени - повышение точ- кзсти контрол за счет повышени чувствительности датчика и исключени вли ни диэлектрической проницаемости среды вне датчика.The purpose of the invention is to increase the point of control by increasing the sensitivity of the sensor and eliminating the influence of the dielectric constant of the medium outside the sensor.

На фиг.1 изображен датчик, вид в аксонометрии; на фиг.2 и 3 - сборочные единицы конструкции датчика.Figure 1 shows the sensor, a perspective view; in Fig.2 and 3 - Assembly units of the sensor design.

Датчик содержит плоские рамкиThe sensor contains flat frames

1и 2. Внутри рамки 2 симметрично установлены потенциальные электроды1 and 2. Within the frame 2, potential electrodes are symmetrically mounted

3, которые закреплены/в рамке изоли- руЮщим слоем 4 (например эпоксидна смола) и соединены между собой токо- провод щей перемычкой 5. Все детали датчика изготаливаютс из металлических пластин (например латунь). Датчик собираетс путем соединени раИок 1 и 2 в перпендикул рных плоскост х по оси симметрии рамок. При этом рамка 2 проводит-с через про- ре зь в нижней части рамки I до сочле- вырезов в верхних част х рамок. В месте сочленени рамки 1 и 2 жестко соединены (например, спа ны)- позиций 6. При этом в нижней части рамок по оси симметрии может быть оставле но отверстие дл провода (не показан) соедин ющего перемычку 5 с измерительны устройством (не показано), второй заземленный провод которого соедин етс с рамками. Таким образом, рамка 3, which are fixed / framed by insulating layer 4 (e.g., epoxy resin) and interconnected by a current-conducting bridge 5. All sensor components are made of metal plates (e.g. brass). The sensor is assembled by combining rasters 1 and 2 in perpendicular planes along the symmetry axis of the frames. In this case, frame 2 passes through the gap in the lower part of frame I to the joints of the notches in the upper parts of the frames. In the junction of the frame 1 and 2 are rigidly connected (for example, the joints) - positions 6. At the same time, a hole for a wire (not shown) connecting jumper 5 with a measuring device (not shown) can be left along the axis of symmetry whose second grounded wire is connected to the frames. So the frame

2экранирует поле датчика от воздействи внешней среды и содержит пару потенциальных электродов, а рамка2 screens the sensor field from the external environment and contains a pair of potential electrodes, and the frame

1 вл етс заземленной парой электродов .1 is a grounded pair of electrodes.

Датчик работает следующим образом.The sensor works as follows.

Датчик крепитс с помощью кронштейна (не показан) в бункере точно или над ленточным конвейером таким образом, чтобы объем между электро- дйми при измерении был заполнен материалом (кронштейн крепитс к рамке с заземленными электродами). Емкость датчика на единицу длины определ етс по формулеThe sensor is attached with a bracket (not shown) in the bin exactly or above the belt conveyor so that the volume between the electrodes is filled with the measurement (the bracket is attached to the frame with grounded electrodes). The capacity of the sensor per unit length is determined by the formula

с i о р с / 8 Ј к(к) с i о р с / 8 Ј к (к)

2а(2Ъ+а)2a (2b + a)

где К -sVubTa) where K is sVubTa)

а - рассто ние между пластинами,a is the distance between the plates,

расположенными в одной плоскости; b - ширина пластины.located in one plane; b is the plate width.

Выполнив необходимые расчеты, можно получить предельные значени чувствительности датчика S 18-20, что более чем в 3 раза превышает чувствительность известных датчиков. Рамки 1 и 2 экранируют поле датчика от воздействи внешней среды (наличи и степень заполненности материалом пространства вне датчика), что повышает его помехозащищенность.By performing the necessary calculations, it is possible to obtain the limit values of the sensitivity of the sensor S 18-20, which is more than 3 times higher than the sensitivity of the known sensors. Frames 1 and 2 screen the sensor field from the external environment (the presence and degree of filling the space outside the sensor with the material), which increases its noise immunity.

Использование предлагаемого датчика позвол ет значительно повысить точность контрол , что, в свою оче- редь, дает возможность повысить качество управлени технологическими процессами переработки различных материалов и за счет этого - эффективность производства и качество продукции .The use of the proposed sensor makes it possible to significantly increase the accuracy of control, which, in turn, makes it possible to improve the quality of control over technological processes for the processing of various materials and, as a result, production efficiency and product quality.

Фор ла изобретени Forla of invention

Емкостный датчик, содержащий потенциальные и заземленные электроды, выполненные в виде пластин и соединенные в две пары, о-тличаю- щ и и с тем, что, с целью повышени точности контрол , он содержит дополнительно плоскую раму, выполненную в виде пластин с вырезом, в котором симметрично закреплены с помощью изолирующего сло потенциальные электроды таким бразом, что между ними имеетс зазор, расположенный по оси симметрии рамы, а заземленные электроды выполнены также в виде плоской рамки, представл ющие собой пластину с идентичным зазору вырезом по оси симметрии, причем рамки расположены в перпендикул рных плоскост х, жестко соединены, а оси их симметрии совпадают и образуют ось симметрии датчика.A capacitive sensor containing potential and grounded electrodes, made in the form of plates and connected in two pairs, is identical to that, in order to improve the accuracy of control, it contains an additional flat frame, made in the form of plates with a cutout, in which potential electrodes are symmetrically fixed with an insulating layer in such a manner that there is a gap between them located along the axis of symmetry of the frame, and the grounded electrodes are also made in the form of a flat frame representing a plate with an identical gap The frame is cut along the axis of symmetry, and the frames are located in perpendicular planes, are rigidly connected, and their axes of symmetry coincide and form the axis of symmetry of the sensor.

/X/ X

фиг 1fig 1

JLJl

VV

фиг. 2FIG. 2

2 N2 N

4four

IIII

Claims

Claim

A capacitive sensor containing potential and grounded electrodes made in the form of plates and connected in two pairs, and also with the fact that, in order to increase the accuracy of control, it additionally contains a flat frame made in in the form of plates with a cut-out in which potential electrodes are symmetrically fixed with an insulating layer q6pa3OM such that there is a gap between them located along the axis of symmetry of the frame, and the grounded electrodes are also made in the form of a flat frame, which is a plate with an identical gap in cut along the symmetry axis, said frames are arranged in perpendicular planes are rigidly connected, and their axes of symmetry coincide and form an axis of symmetry of the sensor.