Claims (2)
Изобретение относитс к измерите ной технике и может быть использова дл непрерывного контрол размеров движущихс изделий, проката в проце сах непрерывной прокатки. Известен гидроэлектрический датчик , в котором стру воды, подводима к поверхности контролируемого объекта, вл етс одним из плеч мос та. Датчик содержит подвод щую труб с насадкой, изол ционные патрубки, трубчатые электроды, источник питан и усилитель l. Недостатком этого устройства вл етс значительна погрешность измерений , св занна с тем, что стру датчика подключаетс в электрическую цепь с помощью цилиндрических полых электродов. Наиболее близким по технической сущности вл етс устро 1ство гидроэлектрического датчика, содержащее миниатюрный электрод, помещенный коаксиально в свободную струю и раздел ющим ее на два участка, и обладающее более стабильной характеристикой , так как оно содержит лишь один полый цилиндрический электроднасадку 2 . Таким образом, несмотр на использование компенсационного метода измерени , при котором сопоставл ютс омические соротивлени эталонного участка и преобразующей части струи, образованные одндй и той же проточной жидкостью, известные гидроэлектрические датчики имеют значительную погрешность измерени , вызываемую колебани ми электропроводности жидкости . Это св зано с тем, что стру датчика подключаетс в электрическую цепь питани с помощью полого цилиндрического электрода, охватывающего струю по образующей ее поверхности. Вследствие значительного различи электропроводимости жидкости и металла (в 10 , ..., 10 раз) электоодом замыкаетс полностью только поверхностный слой струи. Участки струи, располагающиес ближе к ее оси,контактируют с электродом через частицы электропроводной жидкости, что соответствует введению дополнительных омических сопротивлений и пр1 водит к фиктивному увеличению длины внутренних слоев струи по сра нению с наружными с максимальной пр бавкой длины по оси струи. В такой струе устанавливаетс различный по сечению продольный градиент напр же ни : в наружном слое на образующей поверхности он максимален, а на оси струи минимален.Это приводит к создан различного уровн шаговых напр жени в различных по сечению цилиндрических элементах струи, по влению поперечного градиента напр жений и, соответственно, поперечной составл ющей .электрического тока. Этот ток течет в радиальных направлени х в электропроводной жидкос ти и в свою очередь оказывает взаимное вли ние на распределение продольного градиента. Взаимодейств поверхностных и внутренних слоев электропроводной жидкости приводит К снижению градиента напр жений на образующей поверхности струи и повы шению градиента в центральной (осев зоне струи так, что в процессе измерени используетс некоторое среднее действующее значение продольного градиента напр жений в струе. Чем больше количество полых цилиндрических электродов охватывае и раздел ет струю на участки, тем более размытым (флюктуирующим) будет среднее действующее значение градиента напр жений и, следователь но, тем менее стабильным и точным будет преобразование гидроэлектрического датчика . Цель изобретени - повышение стабильности и точности преобразова ни гидроэлектрического датчика. Эта цель достигаетс тем, чт.о гидроэлектрический датчик состоит из насадки с электродом, помещенным коаксиально в свободную струю и раздел ющим последнюю на два участка , причем электрод снабжен дополни тельным контактирующим элементом, размещенным во внутренней полости насадки, электрически замкнутым с насадкой и выступающим над ее торцо 8 4 На чертеже приведено устройство предлагаемого гидроэлектрического датчика. Датчик содержит полый корпус 1, электрод-насадку 2, втулку 3, цилиндрический электрод А, проводник 5 в водостойкой изол ции, точки А, в - подвод электропитани , точка С - съем информации. Электрод Ц посредством втулки 3 образует электрический контакт с электродомнасадкой 2. Корпус 1 выполнен из диэлектрического, материала и используетс в качестве опорного изол тора , фиксирующего положение датчика относительно базовой плоскости . Проводник 5 в во/зостойкой изол ции установлен во внутреннюю полость цилиндрического электрода k. Датчик работает следующим образом. Электропроводна жидкость из магистрали поступает в полость корпуса 1, затем через отверсти в стенке электрода-насадки 2 - к формирунэщему соплу. Непосредственный электрический контакт с электродом осуществл етс в двух зонах - в зоне наружной поверхности струи и в осевой (центральной) ее части. Электрод-насадка 2, формирующий свободную струю, подключен к источнику электрического питани и соединен с зоной наружной поверхности струи, а электрод h контактирует с центральной зоной, расположенной У продольной оси струи. Электрод. 4 коаксиально размещен во внутненней поласти электрода-насадки 2 и выступает над ее торцом на величину ,15 Дс, где Дс - наружный диаметр свободной струи. Наружный диаметр дополнительного цилиндрического электрода 4 составл ет величину d, котора определ етс соотношением ,35 Дс. Величина выступающей части дополнительного электрода и наружный диаметр его d определены из услови полной компенсации поперечной составл ющей градиента напр жений в струе. Числовые коэффициенты получены из услови равенства площадей эквипотенциальных поверхностей в струе, образованных в приэлектродной зоне электродом-насадкой 2 и электродом 4 с учётом их пространственной ориентации и совмещени линии взаимного пересечени этих эквипотенциальных поверхностей по окружности, диаметр 5 которой (Др) равен диаметру цилинд рической поверхности, раздел ющей площадь поперечного сечени струи на две равновеликие площади кольца и круга. Проведено экспериментальное опробование гидроэлектрического датчика , у которого диаметр струи До 6 мм, базова длина свободной струи 100 мм, наружный диаметр цилиндрического электрода, удерживающего проводник в струе d 2 мм выступающа часть над торцом из сопла в струю h 0,8 мм. Результаты лабораторных испытан показывают высокую стабильность и значительное (в 10 раз) повышение точности измерений предлагаемым датчиком в сравнении с известным. Если в последнем датчике точнрсть составл ет не выше 1% от базовой длины струи, то с дополнительным, контактирующим электродом в центра ной осевой части струи (предлагаем точность составл ет около 0,1 от базовой длины струи, а при тщатель ной юстировке величины, выстуНающе 8 части h над торцом насадки, достигаетс еще более высока точность и стабильность измерений. Формула изобретени Гидроэлектрический датчик, включающий насадку с электродом, помещенным коаксиально в свободнуб струю и раздел ющим последнюю на два участка , отличающийс , тем, что, с целью повышени стабильности и точности преобразовани гидроэлектрического датчика, электрод снабжен дополнительным контактирующим элементом , размещенным во внутренней полости насадки, электрически замкнутым с насадкой и выступающим над ее торцом. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 395137, кл. В 21 В 37/0.0, 1970. The invention relates to a measuring technique and can be used for continuous control of the sizes of moving articles rolled in continuous rolling processes. A hydroelectric sensor is known in which a jet of water supplied to the surface of a test object is one of the arms of the bridge. The sensor contains a supply pipe with a nozzle, insulating pipes, tubular electrodes, a power source and an amplifier l. A disadvantage of this device is the significant measurement error due to the fact that the sensor jet is connected to an electrical circuit by means of cylindrical hollow electrodes. The closest in technical essence is the arrangement of a hydroelectric sensor, which contains a miniature electrode, placed coaxially in a free jet and dividing it into two sections, and having a more stable characteristic, since it contains only one hollow cylindrical electrode 2. Thus, despite the use of a compensation measurement method, which compares the ohmic splicing of the reference area and the conversion part of the jet, formed by one and the same flow liquid, well-known hydroelectric sensors have a significant measurement error caused by fluctuations in the electrical conductivity of the liquid. This is due to the fact that the sensor jet is connected to the electrical supply circuit by means of a hollow cylindrical electrode encompassing the jet along its surface. Due to the significant difference in the electrical conductivity of the liquid and the metal (10, ..., 10 times), only the surface layer of the jet is fully closed by the electrode. The jet areas located closer to its axis are in contact with the electrode through particles of an electrically conductive fluid, which corresponds to the introduction of additional ohmic resistances and leads to a fictitious increase in the length of the inner layers of the jet compared to the outer ones with the maximum length of the jet along the axis of the jet. In such a jet, a longitudinal gradient different in cross section is established: in the outer layer on the generator surface it is maximum, and on the axis of the jet is minimal. This results in a different level of step voltage in different cylindrical elements in the cross section, resulting in a transverse gradient of and, accordingly, the transverse component of the electric current. This current flows in radial directions in an electrically conducting fluid and in turn exerts a mutual influence on the distribution of the longitudinal gradient. The interaction of the surface and internal layers of electrically conductive liquid leads to a decrease in the stress gradient on the jet surface and an increase in the gradient in the central (axial zone of the jet so that the measurement uses some average effective value of the longitudinal stress gradient in the jet electrodes encompassing and dividing the jet into sections, the more diffuse (fluctuating) the average effective value of the voltage gradient will be and, consequently, the less the conversion of a hydroelectric sensor is stable and accurate. The purpose of the invention is to increase the stability and accuracy of the conversion of a hydroelectric sensor. This goal is achieved by the fact that the hydroelectric sensor consists of a nozzle with an electrode placed coaxially into a free jet and dividing the latter into two sections, the electrode is equipped with an additional contacting element placed in the inner cavity of the nozzle, electrically closed with the nozzle and protruding above its end 8 4 The drawing shows the mouth oystvo proposed hydroelectric sensor. The sensor contains a hollow body 1, an electrode nozzle 2, a sleeve 3, a cylindrical electrode A, a conductor 5 in waterproof insulation, point A, in - supplying power, point C - picking up information. The electrode C, by means of the sleeve 3, makes electrical contact with the electrode 2. The housing 1 is made of dielectric material and is used as a supporting insulator fixing the position of the sensor relative to the reference plane. The conductor 5 in high-voltage insulation is installed in the internal cavity of the cylindrical electrode k. The sensor works as follows. The electrically conductive fluid from the line enters the cavity of the housing 1, then through the holes in the wall of the electrode-nozzle 2 to the forming nozzle. Direct electrical contact with the electrode is carried out in two zones - in the zone of the outer surface of the jet and in the axial (central) part thereof. The electrode nozzle 2, which forms a free jet, is connected to an electrical power source and is connected to the outer surface area of the jet, and the electrode h is in contact with the central zone located near the longitudinal axis of the jet. Electrode. 4 is coaxially placed in the innermost edge of the electrode nozzle 2 and protrudes above its end by an amount of 15 Ds, where Ds is the outer diameter of the free jet. The outer diameter of the additional cylindrical electrode 4 is d, which is defined by a ratio of 35 Dc. The magnitude of the protruding part of the additional electrode and the outer diameter of its d are determined from the condition of full compensation of the transverse component of the stress gradient in the jet. The numerical coefficients are derived from the equality of the areas of equipotential surfaces in the jet, formed in the electrode zone by nozzle electrode 2 and electrode 4, taking into account their spatial orientation and alignment of the mutual intersection line of these equipotential surfaces along a circle, diameter 5 (Other) is equal to the diameter of the cylindrical surface dividing the cross-sectional area of the jet into two equal areas of the ring and circle. An experimental sampling of a hydroelectric sensor was carried out, with a jet diameter up to 6 mm, basic free jet length 100 mm, outer diameter of a cylindrical electrode holding the conductor in the jet d 2 mm protruding part above the end of the nozzle into the jet h 0.8 mm. The results of laboratory tests show high stability and a significant (10 times) increase in the accuracy of measurements offered by the sensor compared to the known. If in the last sensor the accuracy is no higher than 1% of the base jet length, then with an additional contacting electrode in the central axial part of the jet (we offer an accuracy of about 0.1 of the base jet length, and with careful alignment 8 parts h over the end of the nozzle, even higher accuracy and measurement stability is achieved. The invention includes a hydroelectric sensor including a nozzle with an electrode placed coaxially into the free-flow jet and dividing the latter into two sections that differ That, in order to increase the stability and accuracy of the conversion of a hydroelectric sensor, the electrode is equipped with an additional contacting element placed in the internal cavity of the nozzle, electrically closed with the nozzle and protruding above its end face. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate 395137, CL B 21 B 37 / 0.0, 1970.
2.Авторское свидетельство СССР 622525, кл. В 21 В 37/00, 19772. Authors certificate of the USSR 622525, cl. B 21 B 37/00, 1977