Датчик диэлькометрического влагомера

Союз Соеетских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ооИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ИПЛЬСТВУ(о 4) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 06,0280 (21) 2878921/18-25с присоединением заявки йо(51)М, Кл. С 01 И 27/22 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А.ф. Кугаевский и А.Б. Лукашенок 1 Рижский краснознаменный институт инженеров авиации им. Ленинского комсомола(54) ДАТЧИК ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО ВЛАГОМЕРА Изобретение относится к электро- измерительной технике, предназначено для определения концентраций растворов диэлектрических жидкостей и может быть использовано во влагомерах систем контроля степени обводненности авиационных топливИзвестен датчик принцип работы которого основан на использовании зависимости диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости от количества содержащейся в ней воды, имеющий коаксиальную систему рабочих электродов 1).Из-за конструктивных особенностей этот датчик не обеспечивает достаточно высокую чувствительность и точность измерения малых влагосодержаний. Наиболее близким к предлагаемому является датчик диэлькометрического влагомера контроля степени обводненностн авиационных топлив, который включает в себя цилиндрический емкостный датчик в цилиндрическом электропроводном корпусе и электростатический сепаратор, которые совмещены и выполнены в виде четырех параллельных симметрично расположенных полых цилиндрических электродов, образующих две перекрещивающихся емкости, подключенных попарно-противоположно к разным зажимам источника высокого напряжения, и на выходекоаксиальную систему из двух электродов в виде полых цилиндров 2. Основными недостатками этого датчика являются большая погрешностьза счет инерционности измерительного процесса ввиду практической не"возможности фмгновенного взаимодействия электрического поля с каплями, так как процесс электростатического сепарирования носит периодический характер, чередуясь с паузами протекания через датчик контро О лируемого потока авиатоплива в исходном состоянии, а также необходимость принятия по названной причине специальных мер для электрической развязки цепей импульсногоисточника высокого напряжения и измерительной схемы, что приводит кусложнению в целом диэлькометрического влагомера, влечет к дополнительным погрешностям и к снижениюнадежности его работы.30 Цель изобретения - повышение чув- ствительности и точности измерения микровлагосодержаний.Поставленная цель достигается тем, что датчик диэлькометрического влагомера, содержащий на входе электростатический сепаратор, состоящий из четырех параллельных симметрично расположенных электродов, подключенных попарно-противоположно к разным зажимам источника высокого напряжения, и на выходе - коаксиальную систему из двух электродов в виде полых цилиндров, а также цилиндрический электропронодный корпус снабжен двумя измерительными каналами, один из которых - эталонный, образован 15 корпусом и внешним электродом коаксиальной системы, а другой - обводненный и образован электродами коаксиальной системы, причем электроды электростатического сепаратора 20 выполнены в виде сплошных цилиндров.На фиг, 1 изображено предложенное устройство, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.датчик диэлькометрического влаго мера содержит цилиндрический электропронодный корпус 1, внутри которого размещены следующие элементы: на входе - четыре параллельных, симметрично расположенных аналогичных сплошных цилиндрических электрода 2-5, образующих электростатический сепаратор, и на выходе - коаксиальную систему из двух электродов 6 и 7 в виде полых цилиндров емкостного измерительного преобразователя. Крепление электродов 2-5 и их электрическая изоляция друг от друга, а также от корпуса, осуществляется посредством втулки 8 из диэлектрического материала (например, фтора пласта, диэлектрическая проницаемость которого близка к диэлектрической проницаемости авиационного топлива) . Для выполнения подобных функций у электродов 6 и 7 служит втулка 4 9 из такого же материала, имеющая, к тому же, н своем поперечном сечении проходные окна, как посередине, так и между корпусом 1 и электродами 6 и 7, Через радиальные каналы во втулке 8 электроды 2-5 подключаются клеммами 10-13 к источнику высокого напряжения, причем противоположно расположенные электроды соединяются с одним из полюсов (зажимов) этого источника. Через радиальные проточки во втулке 9 корпус 1 и электроды 6 и 7 клеммами 14-16 включаются в измерительную схему влагомера, н частности, н колебательный контур его высокочастотного генератора. 60 Кольцевые промежутки между корпусом 1 и электродом 6, а также электродами 6 и 7, образуют два измерительных канала, соответственно, эталонный с электрической рабочей емкостью С65 и обводненный с электрической рабочей емкостью Сб 7 . Поверхности корпуса и электродов, контактирующие в процессе работы с топливом, имеют гидрофобное покрытие (например, из фторопласта) для исключения образования на них водяных пленок. Все внутренние элементы датчика спрофилированы должным образом, исходя из условия обеспечения ламинарности проходного потока и снижения тем самым его гидродинамического сопротивления. Корпус датчика заземлен (клемма 14) и имеет боковые фланцы для монтажа непосредственно в заправочную топливную магистраль.Работа датчика осуществляется следующим образом.Контролируемый поток авиационного топлива пропускается под напором через датчик снизу вверх.Так как электроды 2-5 подключены попарно-противоположно к одинаковым зажимам источника высокого напряжения, во входной части датчика, где они расположены т.е. в электростатическом сепараторе, создается электрическое поле, обладающее высоким градиентом напряженности, максимальное значение которой имеет место в зазорах между соседними противоположно заряженными электродами. В тако) поле капли содержащейся во нзвваенном состоянии в авиационном топливе эмульсионной воды, обладающие значительными дипольными моментами, испыты" вают действие электрических сил, пропорциональных градиенту напряженности электрического поля и направленных в сторону возрастания поля. Под действием этих сил происходит миграция капель воды из центра и пристеночной части корпуса датчика к областям минимальных зазоров между соседними электродами. Тем. самым осуществляется разделение контролируемого потока аниационного топлива на дна тракта - обезноженный, состоящий из двух частей, одна из которых является рабочей и проходит через эталонный измерительный канал, а другая является нерабочей и следует через внутреннюю полость электрода 7, и содержащйй ноду н сконцентрированном виде, протекающий через обводненный измерительный канал.При этом, периодически находя и сопоставляя диэлектрические проницаемости сред в обводненном и эталонном измерительных каналах, определяющих значения электрических рабочих емкостей С( 6 и С 6 7, которые оцениваются измерительной схемой диэлькометрического нлагомера путем преобразования их в соответствующие изменения частоты его высокочастотного генератора, измеряется степень обводненности авиационноготоплива, на значения которой влаго894526 15 формула изобретения ВНИИПО Тираж мер соответствующим образом предва-рительно тарируется.Выбранная конструкция электростатического сепаратора, электроды которого выполнены в виде сплошных цилиндров, отличается высокой эффективностью выделения присутствующей воды, при этом, поскольку в обводненном канале концентрируется вся содержащаяся в потоке авиационного топлива вода, степень которой, учитывая большое соотношение между общим объемом датчика и объемом обводненного измерительного пространства, достаточно высока, чувствительность и точность измерения малых влагосодержаний существенно повышается. Датчик диэлькометрического влаго мера, содержащий на входе электростатический сепаратор, состоящий из четырех параллельных симметрично расположенных электродов, подключенных Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 попарно"противоположно к разным зажимам источника высокого напряжения,и на выходе - коаксиальную системуиз двух электродов в виде полых цилиндров, а также цилиндрическийэлектропроводный корпус, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения чувствительности и точности измерения, он снабжен двумя измерительными каналами, один из которыхэталонный, образован корпусом и внешним электродом коаксиальной системы,а другой - обводненный и образованэлектродами коаксиальной системы,причем электроды электростатического сепаратора выполнены в виде сплошных цилиндров Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Заринский В.А., Ерамаков В.И .Высокочастотный химический анализ.И., фНаукаф, 1970, с. 72-85.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2 б 02580,кл. С 01 И 27/22, 11.04.78 (прототип)