SU765718A1 - Измерительна чейка диэлькометрического влагомера - Google Patents

Description

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

Известны измерительные ячейки, принцип работы которых основан на использовании зависимости диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости от количества растворенной (или эмульгированной) в ней воды [1] . Они содержат плоский либо цилиндрический емкостной датчик, установленный внутри ₁₅ полого термостатированного корпуса, через который пропускается исследуемая жидкость. В силу своих конструктивных особенностей эти ячейки не обеспечивают достаточно высокой чувствительности и _Μ точности измерения и поэтому не могут быть использованы для определения мик— роконцентраций воды (порядка 10'^1О“³ %).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является измерительная ячейка, содержащая корпус ячейки, в котором размещены емкостный датчик и обезвоживающее устройство £2] .

Обезвоживание топлива в известной ячейке осуществляется посредством радиальных электрических сил, притягивающих заряженные капли воды к электродам сепаратора.

Даже при наличии эффективного обезвоживания в сепараторе вода, скапливающаяся у его электродов, выносится проходящим потоком в пространство между сепаратором и емкостным датчиком, где вследствие неизбежных завихрений вновь происходит ее частичное перемешивание в топливе. Заряженные капли воды, мигрирующие к электродам сепаратора, образуют вблизи них объемные заряды, которые ослабляют и искажают основное электростатическое поле.

К аналогичным последствиям приводит и образование на поверхностях электро3 765718 дов в результате коалесценции водяных пленок.

При соприкосновении заряженной капли воды с электродом сепаратора возможен ее перезаряд, и, как следствие, обратное движение к противоположному электроду. Этот процесс может носить колебательный характер. Все это приводят к снижению эффективности работы сепаратора и, тем самым, обуславливает попадание воды в измерительное пространство емкостного датчика. В результате происходит снижение чувствительности и точности измерения степени обводненности топлива.

Кроме того, на поверхностях электродов сепаратора возможно возникновение разного рода электрохимических реакций, вызывающих коррозию электродов, продукты которой являются дополнительным источником загрязнения топлива. Разрушение электродов в результате коррозии ограничивает срок службы ячейки.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения степени обводненности авиационных топлив, а также уменьшение габаритов.

Для достижения этого в известной измерительной ячейке, обезвоживающее устройство снабжено электромагнитным индуктором с магнитопроводом, выполненным в виде стакана с коаксиально распо 'нем 2. Коаксиальная цилиндрическая емкость датчика измерительной ячейки образована нижней частью корпуса 1 и центральным электродом 6, изолирован_s ным от корпуса втулкой 7. Измерительное пространство емкостного датчика сообщается с сепаратором посредством каналов 8 в перемычке 3.

Исследуемое топливо непрерывным по 10 током прокачивается через измерительную ячейку сверху вниз, проходя через активную зону 5 сепаратора, каналы 8 и измерительное пространство емкостного датчика. Обмотка 4 подключена к импульс15 ному источнику тока и возбуждает переменный магнитный поток, который,замыкаясь по магнитопроводу сепаратора, проходит через активную зону 5 и создает в ней радиальное магнитное поле

В^. Одновременно в соответствии с законом электромагнитной индукции в активное зоне 5 наводится электрическое поле, обусловленное изменением во времени магнитного потока в стержне 2. В 25 силу симметрии индуктора это поле имеет лишь касательную составляющую _ Ε·χ . На заряженные капли воды в таком электромагнитном поле действует суммарная сила ³⁰ где ψ и 7 - соответственно заряд и сколоженным внутренним стержнем, на котором закреплена обмотка возбуждения.

Кроме того, магнитопровод обезвоживающего устройства совмещен с корпусом ячейки. На заряженные капли воды, содержащиеся в топливе, которое пропускается через промежуток с открытой стороны стакана, в электромагнитном поле действуют ₄θ аксиальные силы, направленные против потока. Эти силы задерживают воду, не пропуская ее через емкостной датчик, расположенный у выхода ячейки.

На чертеже представлена измерительная^ ячейка, общий вид и разрез А-А.

Ферромагнитный корпус 1 измерительной ячейки выполнен заодно с коаксиально расположенным внутренним стержнем 2, соединяясь с ним посредством перемычки

3. На стержне 2 расположена обмотка возбуждения 4. Верхняя часть корпуса 1, внутренний стержень 2, перемычка 3 и обмотка возбуждения 4 в совокупности образуют индкутор электромагнитного сепаратора. Активной зоной сепаратора, -где осуществляется обезвоживание топлива, является кольцевой цилиндрический промежуток 5 между корпусом 1 и стерж рость движения капли воды.

В периоды нарастания магнитного потока в стержнеэлектромагнитная сила не зависимо от знака заряда капли имеет аксиальную составляющую .направленную встречно потоку топлива. Под действием этой силы в активной зоне 5 сепаратора происходит торможение заряженных капель воды и тем самым осуществляется обезвоживание исследуемого топлива. Периодически обезвоживаемое топливо через каналы 8 поступает в измерительное пространство 9 емкостного датчика. Разность сигналов датчиков , соответствующих обводненному топливу и обезвоженному топливу, оценивается измерительной схемой и характеризует количество содержащейся в топливе воды.

Используемые для сеперации электромагнитные силы не зависят от знака заряда капель воды и лишь затормаживают их в движущемся топливе, но направляя к внутренним поверхностям сепаратора. Этим устраняются нежелательные явления, связанные с. образованием объемных зарядов и водяных пленок, искажающих и

7657 ослабляющих поле в активной зоне. Кроме того, исключается возможность возникновения электрохимических реакций на внутренних поверхностях сепаратора. Завихрения топлива на выходе сепаратора не приводят к попаданию воды в измерительное пространство датчика.

Эти особенности предлагаемой ячейки, позволяют повысить чувствительность и точность измерения содержания воды в топливе. Ее применение дает возможность улучшить качество контроля степени обводненности авиационных Топлив и в результате получить экономический эффект за счет снижения вероятности время исключенные случаи использования чрезмерно обводненного топлива, что благоприятно скажется на безопасности полетов.

Claims (2)

1. 376 дов в результате коалесценцни вод ных пленок. При соприкосновении зар женной капли воды с электродом сепаратора возможен ее перезар д, и, как следствие, обратное движение к противоположному электроду. Этот процесс может носить колебательный характер. Все это привод т к снижению эффективности работы сепаратора и, тем самым, обуславливает попадание воды в измерительное пространство емкостного датчика. В результате происходит снижение чувствительности и точностнг измерени  степени обводненности топлива. Кроме того, на поверхност х электродов сепаратора возможно возникновение разного рода электрохимических реакций, вызывающих коррозию электродов, продукты которой  вл ютс  дополнительным источником загр знени  топлива. Разрушение электродов в результате коррозии ограничивает срок службы  чейки. Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и точности измерени  степени обводненности авиационных топлив, а также уменьшение габаритов. Дл  достижени  этого в известной измерительной  чейке, обезвоживающее устройство снабжено электромагнитным индуктором с магнитопроводом, выполненным в виде стакана с коаксиально расположенным внутренним стержнем, на котором закреплена обмотка возбуждени . Кроме того, магнитопровод обезвоживающего устройства совмещен с корпусом  чейки. На зар женные капли воды, содер жащиес  в топливе, которое пропускаетс  через промежуток с открытой стороны ста кана, в электромагнитном поле действуют аксиальные силы, направленные против по тока. Эти силы задерживают воду, не про пуска  ее через емкостной датчик, расположенный у выхода  чейки. На чертеже представлена измерительна  чейка, общий вид и разрез А-А. Ферромагнитньй корпус 1 измерительной  чейки выполнен заодно с коаксиальн расположенным внутренним стержнем 2, соедин  сь с ним посредством перемычки 3. На стержне 2 расположена обмотка возбуждени  4. Верхн   часть корпуса 1 внутренний стержень 2, перёМычка 3 и обмотка возбуждени  4 в совокупности образуют индкутор электромагнитного сепаратора. Активной зоной сепаратора, где осуществл етс  обезвоживание топлива ,  вл етс  кольцевой цилиндрический промежуток 5 между корпусом 1 и стерж 4 нем 2. Коаксиальна  цилин/дрическа  емкость датчика измерительной  чейки образована нижней частью корпуса 1 и центральным электродом 6, изолированным от корпуса втулкой 7. Измерительное пространство емкостного датчика сообщаетс  с сепаратором посредством каналов 8 в перемычке 3. Исследуемое топливо непрерывным по током прокачиваетс  через измерительную  чейку сверху вниз, проход  через активную зону 5 сепаратора, каналы 8 и измерительное пространство емкостного датчика . Обмотка 4 подключена к импульсному источнику тока и возбуждает переменный магнитный поток, который,замыка сь по магнитопроводу сепаратора, проходит через активную зону 5 и создает в ней радиальное магнитное поле В.. Одновременно в соответствии с законом электромагнитной индукции в активное зоне 5 наводитс  электрическое поле, обусловленное изменением во времени магнитного потока в стержне 2. В силу симметрии индуктора это поле имеет лишь касательную составл ющую Ei2 . На зар женные капли воды в таком электромагнитном поле действует суммарна  сила (, где (J, и V - соответственно зар д и скорость движени  капли воды. В периоды нарастани  магнитного потока в стержне d pJdt 01 электромагнитна  сила не зависимо от знака зар да капли имеет аксиальную составл ю.щую Ру , направленную встречно потоку топлива . Под действием этой силы в активной зоне 5 сепаратора происходит торможение зар женных капель воды и тем самым осуществл етс  обезвоживание исследуемого топлива. Периодически обезвоживаемое топливо через каналы 8 поступает в измерительное пространство 9 емкостного датчика. Разность сигналов датчиков , соответствующих обводненному топливу и обезвоженному топливу, оцениваетс  измерительной схемой и характеризует количество содержащейс  в топливе воды. Используемые дл  сеперации электромагнитные силы не завис т от знака зар да капель воды и лишь затормаживают их в движущемс  топливе, но направл   к внутренним поверхност м сепаратора. Этим устран ютс  нежелательные  влени , св занные с. образованием объемных зар дов и вод ных пленок, искажаюи их и 5.7 ослабл$пощих поле в активной зоне. Кроме того, исключаетс  возможность возникновени  электрохимических реакций на внутренних поверхност х сепаратора. Завихрени  топлива на выходе сепаратора не привод т к попаданию воды в измерительное пространство датчика. Эти особенности предлагаемой  чейки позвол ют повысить чувствительность и точность измерени  содержани  воды в топливе. Ее применение дает возможност улучшить качество ксштрол  степени обводненности авиационных Топлив и в результате получить экономический эффект за счет снижени  веро тности врем  исключенные случаи использовани  чрезмерно обгодненного топлива, что .благопри тно скажетс  на безопасности полетов. Формула изобретени  1. Измерительна   чейка диэлькометрического влагомера содержаща  корпус 86  гчейки, в котором размещены емкостной датчик и обезвоживающее устройство, отличающа с  тем, что, с целью повышени  чувствительности и гоч-. ности измерени , обезвоживающее устройство снабжено электромагнитным индуктором с магнитопроводом, вьтолненным в виде стакана с коаксиально расположенным внутренним стержнем, на котором закреплена обмотка возбуждени . 2, Ячейка по п. 1отличающ а   с   тем, что, с целью уменьшени  габаритов, магнитопровод обезвоживающего устройства совмещен с корпусом ${Ч€й- ки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Эме Ф. Диэлекрические измерени  - М. : Изд-во Хими , 1967, с. 4О-75.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке N 2545782/25, 21.11.74 (прототип ).