Трехэлектронный датчик

О й И С А Н И Е (115786 ОЗИЗОБРЕТЕНИЯМ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕйЬС 1 ВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.а б 01 Х 27,02 с присоединением заявки М Гасударственный комитет Совета Министров СССР по делам нзсбретеннги открытий(43) 01 бгЕН 11 овапо 30.10.77. ВОчлстснЕь Лсз 40 (53) УДК 543.257(088.8) (45) Дата опубгнп ования опнсан:я 28.10.77) ТРЕХЭЛЕКТРОДИЫЙ ДАТЧИК Изобретение относится к области измерения электрофизичсских параметров жидкостей, а также измерения диэлектрической проницаемости, электропроводности и тангснса угла потерь жидкостей в связи с е:зучснием е Контролем их состава и строения.Трехэлсктродные датчики, состоящие из двух потенциальных и охранных электродов, ВОшли В п 52 ктику ана;1 пза и контроля этих параметров жидкостей.1-аиболее близким к изобретению техническим решением является датчик, содержащий два потенциальных электрода, один пз которых снабжен охранными электродами.Датчик не мокет использоваться в качестве погружного, что исключает проведение анализа без отбора проб.Кроме того, при абсогпотных измерениях диэлектрической проницаемости требуется два съемных электрода, что призодит к необходимости разборки датчика. Все это приводит к тому что датчик В ЭЕсспл 1 ат 211 ип сложен.Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств датчика.Эта цель достигается тем, что датчик дос каналом внутри и выступом на наруткной части и опорную втулку, причем первый потенциальный электрод охватывает стержень и закреплен через прокладку между выступом стержня и ог;орион втуг 1110 й 1, 1;Оторая является охранным э;1 ектродОТ 1, 2 ВОр 011 потенциальный электро:1, схватывает первый и соединен со стержнем через кольца.5 112 ЧЕ 15 ТЕЕКС СХСХЕсЕТИсЕЕСКП П 01 аэаи П)ЕДЛ 2- ГасМЬЕ 1 сдс 1 тс 1:1, Датс 1 ПК СодсржПТ цЕНТраЛЫ 1 ЫЙ стерт 01 ь 1 с Выст 1 по 11 и Каналом Внутри.ВЬЕСТН, 51 ВГ 1 яяСЬ Окрс 1 ННЫ:1 ЭЛСКтродОХЕ, СЛужит одновременно опорной базой для установ- О кп 110 тснциаль:Ого электрода 3, изолированОт земли например, через керамические кольца 4, с ГОфрпровангымп прокладк 2- .:И 0 ПЗ 211 С.сЕПНИ 5 П:П 1 Д 15 Ус ОГО МЯГКОГО ПРОКдалосЕНОГО МВТСРИ 2 Л 2, СТОИ 1 СОГО В Д 2 ННОИ СРЕ- дс, вторым охранным электродом для внутпотепцпального электрода сл житопорная втулка б.Второй потенциальный электрод 7, охватыва;ои;ий первый, репптся к выводу 8, изолп- О рован;ому посредством колец и герметичнозакрспсиному через прокладки между выступом стержня и переходной опорной втулкой 9, КОТОГ)2 Я Т 21 жС ЯВ;ЕЯСТСЯ ОХРЭННЫМ ЭЛЕК- тродом.25 Вся онструцпя через опорные втулки гермсгик;о стягивас ся гЕрп помоИи торцовых Гак 10 и 11. В 1211;Ле стс 15 жня установлен измеритель температуры 12 и проходят выводы погспцпальных элстродов. Накидная гайЗге ка 13 и штанга 14, уплотснные прокладкой 15,позволяют погружать коцструкцшо в емкость и изолировать выводы от исследуемой среды. Стержень с каналом, являясь сь:зываощцм звеном потенциальных электродов, одновременно выполняет функции носителя-измерителя температуры ц выводов элскгродов, что обеспечивает цх конструктивную надежность,Датчик работает в комплекте с приборами (со схемами), допускаюццми измерения по так называемой симметричной трехточечной (трехзаяимной схеме), например, с трансформаторными мостами типа Е 8-2, Р 509, Р 5004 и др, При этом возможны дистанционные измерения, так как учитываются (исключаются в процессе измерения) паразитные и краевые поля, что позволяет избежать некорректной градуировки по жидким эталонам.Отсутствие распределенных параметров датчика и измерения по трехточечной (трехзажимнои) схеме позволяют для определения удельной электропроводцости х, и диэлектрической проницаемости ь, а также гометрической постоянной К, использовать в качестве эталона наиболее стабильный эталон, вакуум цли воздух. Тогда диэлектрическая проницаемость определяется цз выраженияСо(1)С где Со - начальная (постоянная), измереннаяс помощью прибора емкость датчика в вакууме (или в воздухе), пф;С - измеренная емкость датчика, помещенного в исследуемый продукт, пф;Удельная элсктропроводность хо определяется из выраженияТангенс угла диэлектрических потерь определяется из выражения 1 д о = 1,8 10" - ,.г где 1 - частота электромагнитных колебаний, С.В случае, если прибор не измеряет электропроводность, а измеряет 1 д б, величину хо определяют из выражения (4).Диапазоны определения электрофизических параметров датчика следующие: диэлектрической проницаемости - от 1 до 120 относительных единиц в диапазоне проводимостей от 10 вСм/м и менее (корректируется в соответствии с разрешающей способностью измерительного прибора); уделыой проводимости и - при низких частотах, находится с учетом геометрической постоянной К (от 10 - " до10-" - м - ) в соответствии с разрешающей способностью измерительного прибора и зазора5 между электродами, который устанавливаетсяи связи с классом жидкости с помощью сменного электрода; для тангенса угла потерь 1 д опрн низких частотах цияний предел (малыевеличины) прц наибольшем зазоре междуИ электродами (наименьшцй диаметр съемногоэлектрола) ограцичец разрешающей способностью прибора по проводимости (6 до10 - " См,м в случае измерений приборомЕ 8-2), а верхний предел (большие величины),15 с большим диаметром съемного электрода,ограничен проводимостью 10 - " Смм и корректируется в соответствии с разрешаощей способностью прибора.Таким образом, изобретение позволяет от 20 казаться от наружного корпуса датчика, сделать его погружцым, создает благоприятныеусловия для сосредоточения всех электрическгх выводов в канале центрального стержняи зацтцты их от повреждения.25 Прп абсолютных измерениях диэлектрической проницаемости не требуется разбиратьдатчик. Кроме того, возможность изменениягеометрической постоянной К путем простойсмены внешнего электрода допускает анализ30 различных по классу жидкостей (от диэлектриков до электролитов и тем самым исключает необходимость конструирования для этого серии датчиков, Конструктивное решениедатчика обеспечивает возможность визуально 35 го обследования состояния измерительных поверхностей.В целом изобретение позволяет повыситьточность, надежность и оперативность анализа (и контроль жидкостей) прп его упрощеццц, без отбора проб, при дистанционном контроле путем погружения датчика в продукт вгерметичных и любых других емкостях в процессе производства, транспортировки и храпев 5,45Формула изобретенияТрехэлектродцый датчик, содержащий двапотенциальных электрода, один из которыхснабжен заземлснцымп охранными электрода 50 ми, отличающийся тем, это, с цельюулучшения эксплуатационных качеств, он дополнительно содержит стержень с каналомвнутри и выступом на наружной части и опорную втулку, причем первый потенциальный55 электрод охватывает стержень и закрепленсрез прокладку между выступом стеркня испорной гтулкой, которая служит охраннымэлектродом, а второй потенциальный электрод охватывает первый и соединен со60 стержнем через кольца.каз дпис СССР пография, пр. Сапунова,03/9 Изд.846НПО Государственного комитета Сопо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Рауш Тираж 1109ета Мпннстрооткрытийкак наб., д. 4