SU767522A1 - Capacitance flow rate transducer - Google Patents

Capacitance flow rate transducer Download PDF

Info

Publication number
SU767522A1
SU767522A1 SU782633648A SU2633648A SU767522A1 SU 767522 A1 SU767522 A1 SU 767522A1 SU 782633648 A SU782633648 A SU 782633648A SU 2633648 A SU2633648 A SU 2633648A SU 767522 A1 SU767522 A1 SU 767522A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
electrode
dielectric
capacitance
converter
electrodes
Prior art date
Application number
SU782633648A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Сергеевич Колотуша
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения
Priority to SU782633648A priority Critical patent/SU767522A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU767522A1 publication Critical patent/SU767522A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

(54) ЕМКОСТНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАСХОДА ПОТОКА(54) CAPACITIVE FLOW CONVERTER

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к измерению расхода диэлектрических материалов и веществ, транспортируемых 5 внутри трубопроводов, и может быть использовано в металлургической, энергетической , строительной и пищевой промышленности .ДЛЯ контрол  техноло-. гических процессов, св занных с пнев-10 матическим транспортированием сыпучих материалов.The invention relates to a measurement technique, in particular to the measurement of the consumption of dielectric materials and substances transported 5 inside pipelines, and can be used in the metallurgical, energy, construction and food industries. FOR the control of technology. gypsy processes associated with pneumat-10 matic transportation of bulk materials.

Известны устройства, содержащие полукольцевые, плоские шайбовидные электроды, закрепленные на по верхнос- 5 ти диэлектрического основани , включенные в схему измерени  емкости Щ .Devices are known that contain semi-annular, flat washer-shaped electrodes attached to the surface of a dielectric base included in the capacitance measuring circuit Sch.

Ввиду существенного различи  коэффициентов линейного расширени  абразивноустойчивой диэлектрической тру- 20 бы, обеспечивающей бесконтактность измерени , и металла электродов, указанные конструкции обладают низкой температурной стабильностью и не могут примен тьс  дл  измерени  рас- 25 хода высокотемпературных двухфазных потоков. Due to the significant difference in the linear expansion coefficients of the abrasion-resistant dielectric tube, which provides non-contact measurement, and the metal of the electrodes, these designs have a low temperature stability and cannot be used to measure the flow of high-temperature two-phase flows.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  расходомер , содержащий плоские электроды зоThe closest technical solution to the proposed is a flow meter containing flat electrodes

закрепленные в горизонтальных плоскост х на поверхности диэлектрической трубы, обеспечивающей бесконтактность измерени  расхода J.fixed in horizontal planes on the surface of a dielectric tube providing non-contact flow measurement J.

Основным недостатком устройства  вл етс  низка  точность измерени  расхода высокотемпературного потока. Это обусловлено тем, что изменение температуры потока или окружающей среды привод т к изменению линейных размеров диэлектрической трубы, по обе стороны которой закреплены плоские электрода. Это, в свою очередь, при зодит к уменьшению начальной емкости при нагреве и ее увеличению при понижении температуры. Измене- ние рассто ни  имеет значительную величину, так как коэффициенты линейного расширени  фторопластового трубопровода и металлов, примен емых дл  изготовлени  электродов, отличаютс  между собой на пор док.The main drawback of the device is the low accuracy of the measurement of the flow of the high temperature flow. This is because a change in the temperature of the flow or the environment leads to a change in the linear dimensions of the dielectric tube, on both sides of which flat electrodes are fixed. This, in turn, increases the initial capacity during heating and increases with decreasing temperature. The change in distance is significant, since the linear expansion coefficients of the fluoroplastic pipeline and the metals used to make the electrodes differ by an order of magnitude.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  высокотемпературного потока.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the high-temperature flow.

Claims (2)

Поставленна  цель достигаетс  тем, что один из .электродов выпол- ,  ен в виде замкнутой оболочки с параллельными сторонами, внутри оболочки на одной из ее сторон укреплен диэлектрический участок трубопровода , при этрм второй электрод расположен симметрично относительно параллельных сторон первого, а в свободном зазоре между электродами размещена диэлектрическа  прокладка . На фиг. 1 представлен преобразоват ель со схемой измерени  емкости, общий вид; на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - график относительного изменени  начальной емкости преобразовател  при смещении среднего электрода. Преобразователь содержит электрод 1, выполненный в виде оболочки, на одной из параллельных плоскостей которой закреплена диэлектрическа  -труба 2. С ее противоположной стороны на равном рассто нии от параллель ных поверхностей электрода 1, закреп лен плоский электрод3. На его повер ности дл  выравнивани  емкости между электродом 3 и каждой из параллельны плоскостей электрода 1 размещена ди электрическа  прокладка 4. Взамен диэлектрической прокладки 4 допускаетс  применение отрезка диэлектрической трубы The goal is achieved by the fact that one of the electrodes is made in the form of a closed shell with parallel sides, the dielectric section of the pipeline is hardened on one of its sides, with the second electrode being symmetrically relative to the parallel sides of the first electrode and in the free gap between electrodes placed dielectric strip. FIG. 1 shows a converter with a capacitance measurement circuit, general view; in fig. 2 is the same, section A-A in FIG. one; in fig. 3 is a graph of the relative change in the initial capacitance of the converter when the average electrode is displaced. The converter contains an electrode 1, made in the form of a shell, on one of the parallel planes of which the dielectric электри tube 2 is fixed. On its opposite side, an equal distance from the parallel surfaces of electrode 1, a flat electrode is fixed. On its surface, a dielectric strip 4 is placed to align the capacitance between electrode 3 and each of the planes of electrode 1 parallel. Instead of dielectric pad 4, a dielectric tube section is allowed 2. При этом необходимо наличие зазора над отрезком диэлектрической трубы и параллельной плоскостью электрода 1. Электроды 1 и 3 заключены в элек тростатический экран (на чертеже не показан) и включены на вход измерит л  емкости, который содержит мостовую измерительную схему 5, запитанную от генератора б. Выход мостовой схемы 5 через избирательный уси литель 7, амплитудный детектор 8 и нормирующий усилитель 9 включен на вход .регистрирующего устройства 10. Перед измерением начальна  емкость между электродами 1 и 3 скомпенсиро вана элементами настройки (на черте же не показаны). Устройство работает следукидим образом. Так как электрод 3 симметрично размещен относительно параллельных плоскостей электрода 1, начальна  е кость преобразовател  составлена из двух равных по величине емкостей рабочей и компенсационной. Рабоча  емкость Сц создаетс  на участке между з хектродами 1 и 3 в зоне размеще ни  диэлектрической трубы 2 за счет проникновени  пол  через диэлектрич кую «трубу 2, а компенсационна  Сц йад электродом 3 в зоне размещени  диэлектрической прокладки 4. Учитыва , что активные поверхности электродов 1 и 3 равны S, начальна  емкость преобразовател  равна Си + С k , k где k E,S ; ta - Диэлектрическа  проницаемость диэлектрикаJ ЕО - диэлектрическа  проницае мость воздуха; d - рассто ние между электродами . Тогда Со 2-5 При увеличении температуры двухфазного потока, представл ющего соой смесь частиц с воздухом, просходит нагрев диэлектрической трубы 2, привод щий к смещению электрода 3 относительно параллельных поверхностей электрода 1. Начальна   емкость преобразовател  при этом измен етс  на величину -ДС и равна у - у . ft 4J J o -dTId dfe 5 V откуда д ikd IX.гк c&d) ЛНДС) с а -СДо1) (5) Относительное изменение начальной емкости преобразовател  за счет неравенства зазоров измерительной и компенсационной емкости равно АС .Cud) .) GO V-M 1-(Adi/c)Ha фиг. 3 показана зависимость функции ud/d . При ud d, что имеет местр при тепловой деформации диэлектрической трубы 2, вторьом членом знаменател  можно пренебречь, тогда л с (Hd ) (7) Анализ формулы (5) и ее графика (фиг. 3) показывает, что в области малых перемещений электрода 3, вызванных изменением температуры двухфазного потока, начальна  емкость преобразовател  Сд практически не измен етс .. Это объ сн етс  тем, что увеличение зазора между электродами 1 и 3 при нагреве диэлектрической трубы 2 и св занное с этим уменьшение рабочей емкости преобразовател , непрерывно и автоматически компенсируетс  соответствующим увеличением компенсационной емкости, вследствие уменьшени  зазора мё.жду электродами 3 и 1. Таким образом, при изменении температуры двухфазного потока компенсационна  емкость преобразовател  осуществл ет непрерывную автоматическую компенсацию изменений рабочей емкости, вследствие чего начальна  емкость преобразовател  остаетс  величиной посто нной при измерении расхода высокотемпературного потока. Формула изобретени  Емкостной преобразователь расхода потока, содержащий диэлектрический2. It is necessary to have a gap above the dielectric tube and parallel to the plane of the electrode 1. Electrodes 1 and 3 are enclosed in an electrostatic screen (not shown) and connected to the input of the measuring capacitance, which contains a bridge measuring circuit 5 fed from the generator b. The output of the bridge circuit 5 through the selective amplifier 7, the amplitude detector 8 and the normalizing amplifier 9 is connected to the input of the registering device 10. Before the measurement, the initial capacitance between electrodes 1 and 3 is compensated for by the tuning elements (not shown in the figure). The device works in the following way. Since electrode 3 is symmetrically located relative to parallel planes of electrode 1, the initial capacitance of the transducer is composed of two equal in size working and compensation capacitances. The working capacitance Sc is created in the area between the inspectors 1 and 3 in the zone of placement of the dielectric pipe 2 due to the penetration of the floor through the dielectric tube 2, and the compensation Scr of the electrode 3 in the area of the placement of the dielectric pad 4. Taking into account that the active surfaces of the electrodes 1 and 3 are equal to S, the initial capacitance of the converter is C + C k, k where k E, S; ta - dielectric constant of dielectric; J ЕО - dielectric constant of air; d is the distance between the electrodes. Then Co 2-5 With an increase in the temperature of the two-phase flow, which represents a mixture of particles with air, soy, heating of the dielectric tube 2 proceeds, leading to displacement of electrode 3 relative to parallel surfaces of electrode 1. At the same time, the initial capacitance of the converter changes by y - y ft 4J J o -dTId dfe 5 V, from where d ikd IX.Гк c & d) LNDS) from a-GDO1) (5) The relative change in the initial capacitance of the converter due to the inequality of the gaps of the measuring and compensation capacitance is AC .Cud).) GO VM 1- (Adi / c) Ha FIG. 3 shows the dependence of the function ud / d. When ud d, which has a merid during thermal deformation of the dielectric tube 2, the second term of the denominator can be neglected, then lc (Hd) (7) Analysis of formula (5) and its graph (Fig. 3) shows that in the region of small displacements of the electrode 3, caused by a change in the temperature of the two-phase flow, the initial capacitance of the converter Cd is almost unchanged. This is because the increase in the gap between the electrodes 1 and 3 when the dielectric tube 2 is heated and the associated decrease in the working capacity of the converter continuously and automaticallyIt is compensated by a corresponding increase in the compensation capacitance, due to a decrease in the gap between electrodes 3 and 1. Thus, when the two-phase flow temperature changes, the compensation capacitance of the converter performs automatic automatic compensation of changes in the working capacitance, as a result of which the initial capacitance of the converter remains constant when measuring the high-temperature flow. flow. The invention of the capacitive flow rate converter containing dielectric
SU782633648A 1978-06-21 1978-06-21 Capacitance flow rate transducer SU767522A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782633648A SU767522A1 (en) 1978-06-21 1978-06-21 Capacitance flow rate transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782633648A SU767522A1 (en) 1978-06-21 1978-06-21 Capacitance flow rate transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU767522A1 true SU767522A1 (en) 1980-09-30

Family

ID=20772283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782633648A SU767522A1 (en) 1978-06-21 1978-06-21 Capacitance flow rate transducer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU767522A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7197938B2 (en) Contact-based transducers for characterizing unsteady pressures in pipes
US8225677B2 (en) Capacitive sensor, system, and method for measuring parameters of a two-phase flow
Wiesendorf et al. Capacitance probes for solids volume concentration and velocity measurements in industrial fluidized bed reactors
US20050050956A1 (en) Contact-based transducers for characterizing unsteady pressures in pipes
JPS58190719A (en) Two-phase flow meter for two-phase fluid such as gas-liquid, solid-liquid and solid-gas fluids
FI102783B (en) A method for linearizing a flow rate sensor and a linearized flow rate measuring apparatus
US6553844B2 (en) Property-independent volumetric flowmeter and sonic velocimeter
US7059185B2 (en) System and method of measuring convection induced impedance gradients to determine liquid flow rates
Shanmugavalli et al. Smart Coriolis mass flowmeter
SU767522A1 (en) Capacitance flow rate transducer
Alveringh et al. Improved capacitive detection method for Coriolis mass flow sensors enabling range/sensitivity tuning
Zipser et al. Acoustic gas sensors using airborne sound properties
EP0607458A1 (en) Device for determining physical properties of fluids
SU800854A1 (en) Capacitive transducer
Harrison et al. Rolling ball viscometer for use at temperatures to 400 C under pressures to 5 kilobar
SU777437A1 (en) Mass flowmeter for two-phase flows
SU684423A1 (en) Capacitance-type transducer
SU661343A1 (en) Device for measuring velocity and flow-rate of solid component in two-phase flows
SU724928A1 (en) Flowmeter
JPS6370121A (en) Apparatus for measuring flow rate and pressure
JP3121587U (en) Ultra high viscosity measuring device
SU667864A1 (en) Vibration-type density meter
JPH0569170B2 (en)
SU1275212A1 (en) Device for measuring speed and flow rate of solid component in two-phase streams
RU2017070C1 (en) Apparatus to measure fuel consumption