SU894525A1

SU894525A1 - Dielcometric moisture meter measuring transducer

Info

Publication number: SU894525A1
Application number: SU792826527A
Authority: SU
Inventors: Александр Федорович Кугаевский; Анатолий Бертусович Лукашенок; Владимир Михайлович Фарбтух
Original assignee: Рижский Краснознаменный Институт Инженеров Гражданской Авиации Им. Ленинского Комсомола
Priority date: 1979-10-05
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1981-12-30

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО ВЛАГОМЕРА (54) MEASURING CONVERTER OF A DIEL-METER VLAGOMER

1one

Изобретение относитс к электроизмерительной технике, предназначено дл определени микровлагосодержаний в диэлектрических жидкост х и может быть использовано, в частности, в схемах диэлькометрическихвлагомеров систем контрол степени обводненности авиационных топлив.The invention relates to electrical measuring equipment, is intended to determine the moisture content in dielectric fluids and can be used, in particular, in the diameters of moisture meters for monitoring the degree of water content of aviation fuels.

Известен измерительный преобразователь диэлькометрическогО влагомера , принцип работы которого базируетс на использовании зависимости диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости от концентрации в ней эмульсионной влаги. Он содержит емкостной датчик как правило в виде Коаксиальной системы электродов , через которые пропускаетс исследуема проба. Емкостной датчик включаетс в высокочастотную мостовую или генераторную схему 1 .A measuring transducer for a dielectric moisture meter is known, the principle of operation of which is based on the use of the dependence of the dielectric constant of a controlled fluid on the concentration of emulsion moisture in it. It contains a capacitive sensor as a rule in the form of a coaxial system of electrodes through which the test sample passes. A capacitive sensor is included in a high frequency bridge or generator circuit 1.

Однако подобные преобразователи не обеспечивают достаточную чувствительность и точность измерени микровлагосодержаний .However, such converters do not provide sufficient sensitivity and accuracy of measurement of micro-moisture contents.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство, содержащее подключенный к первому входу высокочастотного генератора.емкостной датчик с эквивалентной схемой замещени .Closest to the present invention is a device comprising a high-frequency oscillator connected to the first input of a capacitor with an equivalent replacement circuit.

включающей переменную емкость и посто нные индуктивность и активное сопротивление(емкостной датчик размещен в термостатирующей рубашке), и узел подачи потока контролируемой жидкости, который выполнен в виде цилиндра, разделенного на два объема двум поршн ми, жестко закрепленными между собой, причем в крайнем including a variable capacitance and a constant inductance and resistance (a capacitive sensor is placed in a thermostating jacket), and a flow control unit for the controlled liquid, which is made in the form of a cylinder, divided into two volumes by two pistons rigidly fixed to each other, and

10 левом положении поршн измерительна чейка соединена с каналом ввода эталонного потока и термостатирующа рубашка - с каналом ввода контролируемого потока, а,в крайнем 10, the left position of the piston, the measuring cell is connected to the input channel of the reference flow and the thermostating jacket to the input channel of the controlled flow, and, at the extreme

15 правом положении - наоборот 2.15 right position - on the contrary 2.

Однако в этом преобразователе недостаточна точность измерени микровлагосодержаний по причине However, in this converter, the accuracy of the measurement of micro-moisture content is insufficient due to

20 искажающего вли ни на получаемый результат остаточных параметров электродинамического происхождени реального емкостнбго датчика, особенно про вл ющих себ с негативной 20 of the distorting effects on the result of the residual parameters of the electrodynamic origin of the real capacitive sensor, especially those with negative

25 стороны, учитыва специфику фиксации весьма малых изменений емкостидатчика , что требует использовани аппаратуры с прецизионным индицирующим -отсчетом и усложн ет измеритель30 ное устройство.25 hand, taking into account the specifics of fixing very small changes in the capacitance sensor, which requires the use of equipment with precision indicator-counting and complicates the measuring device.

Цель изобретени - повышение точности измерений.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.

Поставленна цель достигаетс тем, что измерительный преобразователь диэлькометрического влагомера, содержащий подключенный к первому входу высокочастотного генератора емкостной датчик с эквивалентной схемой замещени , включающей переменную емкость, величина которой зависит от измер емого влагосодержани , и посто нные индуктивность и активное сопротивление, имеет переменную меру индуктивности с эквивалентной схемой замещени , котора состоит из параллельно соединенных и объединенных одним органом управлени индуктивности и активного сопротивлени , при этом переменна мера индуктивности включена последовательно в цепь ме;кду емкостным датчиком и вторым входом высокочастотного генератора.The goal is achieved by the fact that the measuring transducer of a dielectric moisture meter, containing a capacitive sensor connected to the first input of a high-frequency generator with an equivalent replacement circuit including a variable capacitance, the value of which depends on the measured moisture content, and a constant inductance and resistance, has a variable measure of inductance equivalent replacement circuit, which consists of parallel connected and combined by one control inductance and active resistance, in this case a variable measure of inductance is connected in series to the circuit, where the capacitive sensor and the second input of the high-frequency generator.

На чертеже представлена электрическа схема преобразовател .The drawing shows an electrical converter circuit.

Измерительный преобразователь диэлькометрического влагомера содержит емкостной датчик 1 и переменную меру индуктивности 2, которые последовательно соединены друг с другом и образуют совместно электрический колебательный контур, подключенный ко входам высокочастотного генератора 3.Емкостной датчик имеет комплексное полное сопротивление Zq,, которое можно представить эквивалентной схемой замещени , включающей емкость Сп,, и посто нные индуктивность L{. и активное сопротивление R,, при этом первый из них вл етс переменным и непосредственно используетс в работе емкостного датчика, а два других определ ют его собственные остаточные посто нные параметры, не завис щие от свойств исследуемой среды. Переменна мера индуктивное ти вл етс образцовой и ее комплексное сопротивление Z tj можно представить эквивалентной схемой замещени в виде параллельно соединенных-и объединенных одним органом управлени индуктивности L0 и активного сопротивлени RO, последний из которых, мал по абсолютной величине.The transducer of the dielectric moisture meter contains a capacitive sensor 1 and a variable measure of inductance 2, which are connected in series with each other and form together an electrical oscillating circuit connected to the inputs of the high-frequency generator 3. The capacitive sensor has a complex impedance Zq, which can be represented by an equivalent replacement circuit, including capacitance Cn, and constant inductance L {. and the resistance R, wherein the first of them is variable and is directly used in the operation of a capacitive sensor, while the other two determine its own residual constant parameters that do not depend on the properties of the medium under investigation. The variable measure inductive tee is exemplary and its impedance Z tj can be represented by an equivalent replacement circuit in the form of parallel-connected and combined by one control inductance L0 and active resistance RO, the last of which is small in absolute value.

Работа измерительного преобразовател осуществл етс следующим образом .The operation of the measuring transducer is carried out as follows.

Контролируемый поток авиационного топлива пропускаетс через измерительное пространство емкостного датчика и при этом в зависимости от степени влагосодержани в этом потоке , определ ющей его диэлектрическую проницаемость, измен етс полное сопротивление емкостного датчика Z,, а именно, его переменна реактивна составл юща , характеризуема величиной емкости Сс. В основу работы измерительного преобразовател положен резонансный метод измерени , дл чего служит образцова мера переменной индуктивности с полным сопротивлением Zp, изменением реактивной составл ющей которого, определ емой величиной LO, добиваютс достижени при отсчете в системе емкостной датчик-мера переменнойThe controlled flow of aviation fuel is passed through the measuring space of the capacitive sensor and, depending on the degree of moisture content in this flow, which determines its dielectric constant, the impedance of the capacitive sensor Z, varies, namely, its variable reactive component is characterized by the value of capacitance Cc . The operation of the measuring transducer is based on the resonant measurement method, for which an exemplary variable inductance with an impedance Zp is used, the change in the reactive component of which, determined by the LO value, is achieved when the capacitive sensor is measured in the system

индуктивности УСЛОВИЯ резонанса, которому характерно снижение до минимума общего сопротивлени такой системы , приобретающего при этом чисто активный характер. Момент наступлени резонанса определ етс по отсутствию ухода частоты измерительной системы и собственной частоты высокочастотного генератора, электрические цепи которых соответствующим образом скоммутированы. При этом высокочастотный генератор выполн ет одновременно функции источника высокочастотного питани электрической цепи измерительного преобразовател и индуцирующего устройства. Дл данных целей могут быть использованы как специальные генераторы, так и обычно серийные измерительные приборы, например измерители добротности или полного сопротивлени , особенно удобные при работе в области высокочастотной влагометрии.inductance CONDITIONS resonance, which is characterized by minimizing the total resistance of such a system, while acquiring a purely active character. The moment of onset of resonance is determined by the absence of the frequency deviation of the measuring system and the natural frequency of the high-frequency oscillator, whose electrical circuits are appropriately switched. At the same time, the high-frequency generator simultaneously performs the functions of a source of high-frequency power supply to the electric circuit of the measuring converter and the inducing device. For these purposes, special generators can be used, as well as usually serial measuring devices, such as Q-factors or impedances, which are especially convenient when working in the field of high-frequency moisture measurement.

Мера переменной индуктивности преварительно градуируетс (калибруетс ) в единицах влагосодержани , вThe measure of inductance variable is pre-calibrated (calibrated) in units of moisture content, in

результате чего в момент фиксации резонанса в измерительной цепи генератора , что может быть существенно с высокой точностью, непосредственно измер етс степень обводненности топлива.As a result, at the moment of fixation of the resonance in the measuring circuit of the generator, which can be significant with high accuracy, the degree of water cut is measured directly.

Введение в измерительный преобразователь .дополнительной меры переменной индуктивности дл выполнени задач контрол обводненности авиационных топлив с помощью известных емкостных датчиков наиболее целесообразно и оптимально с точки зрени метрологических точностных показателей , так как современные меры индуктивности при этом могут иметь высокочастотное исполнение, например в виде коаксиального витка переменной длины, обладающего линейностью изменени величины индуктивности.An introduction to the measuring transducer of an additional measure of inductance to perform the tasks of monitoring the water content of aviation fuels using known capacitive sensors is most appropriate and optimal from the point of view of metrological accuracy indicators, since modern measures of inductance can be high-frequency, for example, in the form of a coaxial coil variable lengths with linear variation in inductance.

Таким образом, использование предложенного измерительного преобразовател в диэлькометрических влагомерах дл контрол степени обводненности авиационных топлив повышает точность проводимых измерений, поскольку измерительное устройство содержит общедоступные элементы с высокими точностными показател ми. Осуществление фиксации искомого параметра в момент достижени в измерительной цепи резонансного режима по изменению величины меры индуктивности , предварительно откалиброванно по степени влагосодержани , упрощает отсчет его значени , причем также проводимого с высокой метрологичес кой точностью. Очевиден достигаемый при этом технико-экономический эффект за счет улучшени контрол качества авиационных топлив, отвечающего требованию повышени безопасности полетов воздушных судов.Thus, the use of the proposed measuring transducer in dielectric moisture meters to control the water cut of aviation fuels improves the accuracy of the measurements, since the measuring device contains commonly available elements with high accuracy indicators. The implementation of fixing the desired parameter at the moment when the measuring circuit reaches a resonant mode by changing the magnitude of the inductance measure, previously calibrated according to the degree of moisture content, simplifies the reading of its value, and also carried out with high metrological accuracy. Obviously, the technical and economic effect achieved by improving the quality control of aviation fuels, which meets the requirements for improving aircraft safety, is evident.

Claims

1. Usikov S.V. Electrometry of liquids, Himi, 1974, p. 123-136.

2. Authors certificate of the USSR 744306, cl. G 01 Ы 27/22, 1978 (prototype).