Устройство для измерения плотностизаряда статического электричества

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветсинкСоциалистнчесинкРеспублни и 834527 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. Ь 01% 5/28 Ь 012 29/12 с присоединением заявки М Гееударстееиаый кемнтет СССР де делам азебретевий и открытийи Государственный проектно-изыскательский и научно-. -. .,исследовательский институт гражаанской авиации Аэропроект УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИАРЯДА СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА Изобретение относится к электро- измерительной технике и предназначено аля использования при реализации контроля статического электричества в движу шейся жидкости, в частности в нефтепродуктах, прокачиваемых через трубопровод.Известно устройство для измерения электростатических зарядов, содержащее датчик электрического поля, выполненный в виде роторного модулятора, усилитель,установленный на выходе .датчика, систему индикации знака заряда, осуществ ленную на основе высококачественного генератора, выход которого через фильтр подключен ко входу усилителя 11.Недостатками известного устройства являются значительная сложность и низкая эксплуатационная на дежность.Наиболее близким техническим решением к преалагаемому является устройство цля измерения плотности заряда статического электричества, содержащее, в частности, неподвижный и поцвижный электроаы, электромагнитный вибратор, сердечник которого. жестко связан с приводным штоком поцвижного электрода, металлический экран, установленный с внешней стороны попвижйого алектроца и соединенный с шиной нулевого потенциала, блок регистрации 21.Указанное устройство характеризуется удовлетворительными техническими показателями при использовании его для локальных измерений неоднородных электрических полей, создаваемых стационарными обьектами с малыми размерами. Оанако в случае применения известного устройства для контроля статического электричества в движущейся жидкости точность измерения оказывается невысокой.Цель изобретения - повышение точности измерения при контроле статического электричества в цвижушейся жидкости.Поставленная пель достигается тем, что в устройстве для измерения плотности заряда статического электричества, содержащее непоцвижный и подвижный элект27 фственно количество заряда статического электричества в нем.При этом через резистор 17 к измерительным электродам подтекает ток инцуцированных на них зарядов. Во время отрицательной полуволны приложенного напряжения ток через обмотку электромагнита 11 не протекает, поскольку диод 13 в данный интервал времени закрыт. В этом случае пружина 12 возврата передвигает шток 15 в исходное положение промежуток между электродами 1 и 2 уменьшается, обьем жидкости между электродами и количество заряда статического электричества снижаются, а часть индуцированных на электродах зарядов освобождается. При этом через резистор 17 протекает ток в обратном направлении. Благодаря наличию экранов 3 и 4 на измерительных электродах 1 и 2 индуцируются заряды только от заряда статического электричества жидкости, находящейся между электродами. Если электромагнит 11 питается током, изменяющимся по синусоидальному захоцу, то при соответствующем выборе пружины 12 возврата расстояние межцу электродами 1 и 2относительно среднего расстояния д изме- няется по синусоидальному закону с амплитудой колебаний д. Иными словами, расстояние межцу электродами 1 и 2 в любой момент времени равно 8348 роды, электромагнитный вибратор, сердечник которого жестко связан с приводным штоком подвижного электрода, метал лйческий экран, установленный с внешней стороны подвижного электрода и соединенный с шиной нулевого потенциала, блок регистрации, введен дополнительный металлический экран, размещенный на внешней стороне неподвижного электрода и подключенный" к шине нулевого потен циала, оба электрода снабжены отверстиями и соединены друг с другом, а входной элемент блока регистрации выполнен1,в виде нагрузочного резистора, подключенного одним выводом к электроду, 15 а другим выводом - к шине нулевого потенциала. Н =б+ФЬФЫЬ,Я:рб(б+Уы юс),ОСА =яЮ Ьосоьм Ь О= 4 Я = Рд 803% СОБОЛЬ На чертеже показан общий вид предлагаемого устройства для измерения плот 20 ности заряда статического электричества жидкости, прокачиваемой.по трубопроводу, разрез.В состав устройства входят измерительные электроды 1,2 с металлическими25 экранами 3;4, изолированными от электродов изоляционными прокладками 5,:.6. Электроды 1,2 соединены между собой приводом 7, который выведен из трубопровода 8 через проходной изолятор 930 Экраны 3 и 4 закреплены с помощью провода 10. Устройство также содержит вибратор, состоящий из электромагнита 11 и пружины 12 возврата. Питание обмотки электромагнита 11 осуществляется35 переменным напряжением через диод 13. Электромагнит 11 отделен от жидкости неферромагнитным герметизирующим экраном 14.Приводной шток 15 подвижного электро 40 да 1 в своей хвостовой части является сердечником электромагнита 11, Устройство смонтировано на фланце 16. Выходной сигнал выделяется на нагрузочном45 резисторе 17 блока регистрации.Работа устройства осуществляется слецующим образом.Протекающая по трубопроводу 8 наэлектризованная жидкость движется и в про 50 межутке между измерительными электродами 1 и 2. При протекании через обмот- ку электромагнита 11 электрического тока во время положительной полуволны приложенного назначения шток 15 подвиж- ного электроца 1 вытягивается в электромагнит, промежуток межцу электродами 1 возрастает, увеличивается обьем жидкости в межэлектроцном промежутке и соответгде- времяШ -. уГловая частота.Аналогичным образом изменяется ко- личество заряда жидкости, находящейся между электродами, а следовательно, и индуцированный на них заряд Я где Ь - площадь измерительных электродов 1 и 2,- плотность заряда статического электричества жидкости. Протекающий во входной цепи блока регистрации переменный ток соответствуетНа нагрузочном регистре 17 с сопротивлениемЯ выделяется падение напряженияО , для которого справедливо Это напряжение, как следует из формулы, прямо пропорционально плотности5 8 Э 48 заряда статического электричества жидка 4. ти, дпя измерения которой и предназначено предлагаемое устройство.Рассмотренная конструкция устройства для измерения плотности заряда статического электричества в движущейся жидкости . не требует предварительной грвдуировки при известных параметрах, определяющих его чувствительность. При неизменности названных параметров погрешность изме рения определяется в основном краевыми эффекгами, которые при небольшом зазоре между электродами 1 и 2 не могуг сильно сказываться на результатах измерений. 15В миниатюрном исполнении уСтройство можвт монтироваться в тех точках, где необходим непрерывный контроль плотности заряда статического электричества движущейся жидкости, например на гопливозапрввшиках самолетов, автоматизированных пунктах налива железнсг дорожных цистерн светлыми нефтепродуктами и г.п. Постоянный контроль плотности заряда статического электричества обеспечивает закачкулегковоспламеняющихся жидкостей с оптимальной скоростью,исключающей воэможность возникновения пЬжаров в результате разрядов статического электричества, Ю 27 4формула изобретени яУстройство для измерения плотностизаряда статического электричества. содержащее неподвижный и подвижный электроды, электромажатиый вибратор, сердечник которого жестко связан с приводнымштоком подвижного электрода, металлический экран, установленный нв внешнейстороне подвижного электрода и соединенный с шиной нулевого потенциала, блокрегистрации, о т л и ч а ю щ е е с ятем,.что, с целью повышения точностиизмерения при контроле статическогоэлектричества в движущейся жидкости,в него введен дополнительный металлический экран, размещенный нв внешнейстороне неподвижного электрода и подключенный к шине нулевого потенциала,оба электрода снабжены отверс 1 иями исоединены друг с другом, в входной элемент блока регистрации выполнен в виденагрузочного резистора, подключенногоодним выводом к электроду, а другимвыводом - к шине нулевого потенциала.Источники ичформации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 200664, кл. 6 019 29/12, 1965.2, Патент США М 3611127,кл. 324 72, 1968,