Проточный емкостный датчик для определения концентрации воды в нефтепродуктах

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКО 4) ПРОТОЧНЫЙ ЕМКОСТНЬЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦОДЫ В НЕФТЕПРОДУКТАХ ДАТЧИК ТРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо изоБРетЕниям и откРЫтиямПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный государственный научноисследовательский, проектно-конструкторский и изыскательский институт "Атомэнергопроект" и Московский энергетический институт(56) Авторское свидетельство СССР.М 360598, кл, 6 01 М 27/22, 1971.Патент Франции М 2512958,кл. 6 01 И 27/22, 1983. Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения количественного состава воды в нефтепродуктах.Известно устройство для контроля наличия воздуха в жидкости, . содержащее цилиндрическую смесительную камеру, обечайка которой используется в качестве одного электрода, и установленный на оси обечайки второй цилиндрический электрод, Недостаток указан ного устройства я вляется его низкая эффективность при измерении содержания воды в органическом топливе (особенно при больших концентрациях воды),Сепарация компонент смеси при больших содержаниях воды приводит к пространственной неоднородности, которая обусловливает значительные погрешности измерений. Крометого, непосредственный контакт электродов с контролируемой смесью по мере роста ее электропроводно(57) Использование; в системах непрерывного контроля двухкомпонентных сред, Сущность изобретения: устройство содержит полый цилиндрический корпус из изоляционного материала, на внешней поверхности которого под углом к образующей размещено четное количества плоских электродов, в сквозных отверстиях корпуса установлены электропроводные штыри, соединенные с нечетными электродами, 2 ил,сти с увеличением содержания воды делаеустройство непригодным для определениемкости измерительной ячейки,Наиболее близка к предлагаемому устройству ячейка для измерения диэлектрической проницаемости гетерогенной смеси содержащая полый цилиндрический корпус из электроизоляционного материала, на внешней поверхности которого под углом к образующей размещены с изолирующим зазором два плоских электрода, причем каждый из электродов образует по длине корпуса не менее одного полного витка спирали. Недостатком прототипа является неработоспособность ячейки в области больших концентраций воды в жидком топливе, обусловленная тем, что вода, обладая более высокой электропроводностью и диэлектрической проницэемос гью, оказывает экранирующее воздействие на обкладки конденсатора, 1774243Цель изобретения - повышение точности определения концентрации воды в нефтепродуктах.На фиг. 1 схематично изображен общийвид устройства; на фиг. 2 - поперечные разрезы А-А, Б-Б, В-В на фиг, 1.Проточный емкостный датчик определения концентрации воды в нефтепродуктахсодержит полый цилиндрический корпус 1из электроизоляционного материала, навнешней поверхности которого под углом кобразующейуложены в виде спирали с изолирующим зазором 2 плоские электроды 3 -4, 5 - 6, 7 - 8, например, трех идентичныхконденсаторов, образующие по длине корпуса 1 по меньшей мере один полый виток,Пары оппозитно размещенных обкпадок 3 -4, 5-6, 7-8, равномерно распределены попериметру поверхности корпуса 1, причемнечетные электроды 3, 5, 7 снабжены набором цилиндрических электропроводящихштырей 9, установленных в сквозных радиальных отверстиях корпуса 1 заподлицо свнутренней поверхностью стенки корпуса 1по всей длине электродов 3, 5, 7 и соединенных электрически с электродами 3, 5, 7.Датчик работает следующим образом,Контролируемая смесь нефтепродуктови воды прокачивается через полость корпуса 1. В зависимости от содержания воды внефтепродуктах изменяется ее диэлектрическая проницаемость, что вызывает измеЪение емкости, измеряемое например, спомощью моста емкостей, В процессе измерений последовательно опрашивают электроды 3 - 4, затем 5 - 6, и 7 - 8 соответствующихконденсаторов, При подключении к мостуодного из конденсаторов (например, с электродами 3 - 4), электроды (5 - 6, 7 - 8) остальн ых конденсаторов заземля 1 отся.Аналогичные переключения осуществляются при переходе к опросу конденсатора сэлектродами 5 - 6, а затем 7 - 8,Использование нескольких идентичныхконденсаторов, с помощью которых создается "вращающееся" электрическое поле,является дополнительным средством интегрирования результатов измерений. В рамках настоящего изобретения данноесредство направлено прежде всего на снижение погрешности, связанной с неоднородностью электрического поляконденсатора, один из электродов которого покрыт слоем диэлектрика, а другой контактирует с контролируемой средой.При наличии пространственной неоднородности распределения компонент смеси, 5 которая может иметь место в расслоенныхрежимах течения и в других случаях, характеризующих сепарацией компонент, неоднородность электрического поля приводит к изменению результатов измерений, свя занным с типом сепарации, хотя среднееобъемное содержание при этом может оставаться постоянным. "Вращающееся" электрическое поле позволяет получить данные о емкости измерительной ячейки при "движе нии" неоднородного поля по всему периметру измерительной ячейки, и затем в результате интегрирования полученных данных найти среднее значение емкости, которое не зависит от распределения ком понент, а определяется только средним объемным содержанием.При выполнении корпуса 1 датчика изматериала с низкими адгезионными свойствами по отношению к смеси нефтепродук тов точечный контакт электропроводныхштырей 9 с контролируемой средой, достигаемый за счет равномерного распределения штырей 9 по поверхности датчика позволяет минимизировать эффект налипа- .30 ния на металлическую поверхность контакта тяжелых фракций нефтепродуктов.Ф о рмул а из о бр ете н и я Проточный емкостный датчик для определения концентрации воды в нефтепродук тах, содержащий полый цилиндрическийкорпус из электроизоляционного материала, на внешней поверхности которого под углам к образующей размещены с изолирующим зазором два плоских электрода, при чем каждый из электродов образует подлине корпуса не менее одного полного виткаспирали, отличающийся тем,что, с целью повышения точности определений, датчик дополнительно содержит по мень шей мере два дополнительных электрода,электропроводные штыри, а корпус выполнен с радиальными отверстиями, причем все электроды размещены по поверхности корпуса равномерно, а электропроводные 50 штыри установлены в сквозных радиальныхотверстиях корпуса по всей длине нечетных электродов и соединены с ними электрически.1774243 Максимишинец Редактор Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 КНТ ственно-издагельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ои Заказ 392 ВНИИ