SU757958A1 - Измерительная ячейка диэлькометрического влагомера 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике измерения концентраций растворов диэлектрических жидкостей, а именно для использования в системах непре- 5 рывного контроля степени обводненности авиационных топлив.

Известны измерительные ячейки, принцип работы которых основан на использовании зависимости диэлектричес- 10 кой проницаемости контролируемой жид-. кости от количества растворенной. Они содержат плоский либо цилиндрический емкостной датчик, установленный внутри полого термостатированного корпу- ^5 са, через который пропускается исследуемая проба И В силу конструктивных особенностей эти ячейки не обеспечивают достаточно высокой чувствительности и точ-зд ности измерения и поэтому не могут быть использованы для определения мик-роконцентраций воды (порядка 10~⁴10*4) .

Ближайшим техническим решением к 25 изобретению является измерительная ячейка диэлькометрического влагомера, содержащая коаксиальный цилиндрический емкостной датчик и электростатическое обезвоживающее устройство

2

состоящее из двух коаксиальных цилиндров [2] .

Величина емкости используемого в описанной ячейке коаксиального цилиндрического датчика не подается точному расчету, что приводит к погрешностям при калибровке прибора в·целом, и, следовательно, снижает точность измерения влагосодержания. Зависимость этой емкости от геометрических размеров электродов и ее повышенная чувствительность к их изменению также вызывают снижение точности измерения, и кроме того, неблагоприятно сказываются на воспроизводимости выходного сигнала датчика.

Другим недостатком ячейки является возможная нестабильность работы обезвоживающего устройства, в котором используются силы, действующие в электростатическом поле на заряженные капли эмульсионной воды.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, совершенствование конструкции емкостного датчика и электростатического сепаратора измерительной ячейки, направленное на повышение чувствитель3

757958

4

ности и точности контроля степени обводненности авиационных топлив.

Для достижения цели емкостной датчик и электростатическое обезвоживающее устройство совмещены и выполнены в виде четырех параллельных, симметрично расположенных цилиндрических электродов, образующих две перекрещивающихся емкости.

На чертеже представлен ..общий" вид предложенной измерительной ячейки \ в разрезе.

Измерительная ячейка содержит электропроводящий цилиндрический корпус 1, внутри которого симметрично размещены четыре параллельных электрода 2,3,4 и 5 в виде одинаковых полых цилиндров. Крепление электродов и их изоляция друг от друга, а также от корпуса, осуществляется посредством втулок 6 и 7 из изоляционного материала. Через радиальные проточки во втулке 7 электрода подключаются к измерительной схеме и источнику высокого напряжения. Поверхности элементов ячейки, которые в процессе работы соприкасаются с топливом, имеют гидрофобное покрытие, препятствующее образованию на них водяных пленок, и спрофилированы, исхо.дя из условий обеспечения ламинарности потока. Корпус ячейки заземлен.

Измерительная ячейка работает следующим образом.

Непрерывный, поток топлива, прокачиваемого через ячейку, проходит как внутри полых электродов, так и.в пространстве между ними, являющемся измерительным пространством емкостного датчика. Этот датчик образован двумя одинаковыми перекрещивфощимися емкостями С._2Э к С₄₅между противоположными Электродами 2-3 и 4-5. Величина емкостей не зависит от радиальных размеров электродов и определяется лишь диэлектрической проницаемостью контролируемого топлива, заполняющего измерительное .простран^ство _г

^С2Э'С₄₅-ЕИ-^»—_? СФ]1

15

20

25

30

40

45

где ε - диэлектрическая проницаемость контролируемого топлива,

И - длина электродов.

В зависимости от количества содержащейся в топливе воды происходит изменение его диэлектрической проницаемости, которое преобразуется датчиком в пропорциональное измене- '5 ние емкости С₂._а и С₄_₅ и подается в измерительную схему (мостовую либо· генераторную).

Электрода 2, 3, 4 и 5 попарно подключены к импульсному источнику 60 высокого напряжения таким образом, что противоположные электроды 2 и 3 имеи?т положительные, а электроды 4 и 5 - отрицательные потенциалы, В измерительном пространстве датчика

[при этом возникает неоднородное электрическое поле, обладающее высоким градиентом напряженности. Максимальная напряженность имеет место в зазорах между соседними электродами, а минимальная - на оси ячейки. В таком поле капли содержащейся в топливе эмульсионной воды, обладающие значительными дипольными моментами, испытывают .действие электрических сил, пропорциональных градиенту напряженности и направленных в сторону возрастания поля. Заряженные капли, кроме того, притягиваются к электродам соответствующей полярности. Иод действием этих сил происходит миграция ка-г пель из центральной части измерительного пространства к его окраинам, в области зазоров между соседними электродами. Тем самым осуществляется обезвоживание контролируемого топлива. Ввиду того, что источник высокого напряжения работает в импульсном режиме через емкостной датчик поочередно проходит исследуемое топливо и предварительно обезвоженное топливо. Разность сигналов датчика, соответствующих этим режимам, оценивается измерительной и характеризует степень обводненности топлива.

Использование в качестве датчика двух перекрещивающихся емкостей повышает чувствительность и точность измерения прибора, в котором применяется предложенная ячейка. Это объясняется возможностью определения с высокой точностью величин перекрещивающихся емкостей и их независимостью от радиальных размеров электродов, что благоприятно сказывается на калибровке прибора н воспроизводимости выходного сигнала датчика.

Периодическое обезвоживание топлива осуществляется непосредственно в измерительном пространстве датчика.

Тем самым исключаются погрешности измерения, связанные с пространственной и температурной неиденткчностью потока исследуемого топлива.

Повышение эффективности сепарации воды достигается путем использования электрических сил, обусловленных χζπполъкым моментом капель воды.

Предложенная ячейка отличается предельной простотой конструкции и удобством в эксплуатации. Она может быть непосредственно включена в трубопровод, по которое перекачивается топливо, не нарушу.я его потока.

Ее применение позволит существенно повысить эффективность и качество контроля степени обводненности авиационных топлив и, тем самым, даст значительный экономический эффект из-за уменьшения вероятности ошибочной браковки топлива.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Измерительная ячейка диэлькометрического влагомера, содержащая

   757958'

   6

   коаксиальный цилиндрический емкостной датчик и электрическое обезвоживающее устройство состоящее иэ двух коаксиальных цилиндров, отл и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения^емкостной датчик и электростатическое обезвоживающее устройство совмещены и выполнены в виде четырех параллельных симметрично расположенных цилиндрических электродов, образующих две перекрещивающихся емкости.
2. 2. Ячейка по п.1, о т л и ч а юц а я^с я тем, что, с целью увеличения пропускной способности, совмещенные цилиндрические электроды выполнены полыми.