Способ определения количества воды в органической жидкости и устройство для его реализации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 6 01 М 27 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ ЕТЕЛЬСТ АВТОРСНОМ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕВОД.1 В ОРГАНИЧЕСКРОИстВО ДЛЯ ЕГО Р(57) 1. Способ опва воды в органичключающийся в создвижений тела, подуемую жидкость,с я тем, что, сности определенияжение тела создаю УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ления количестВА и жидкости и уст-. АЛИЭА 11 ИИ,еделения количестской жидкости, эаании колебатеЛьных руженного.в иссле- тличающийелью повыйения точколебательное дви-. электростатическим,ЯО 1030714 А полем конденсатора, а количество воды определяют по частоте импульсов тока.2. Устройство для определения количества воды в органической жидкости, содержащее емкость для жидкости с расположенным в емкости шарообразнымтелом, средство для создания ко лебательного движения тела и регистрирующую схему, соединенную с индикатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем; что, с целью повышения точности определения, шарообразное тело выполнено с проводящей поверхностью, средство создания колебательного движения шарообразного тела выполнено в виде электродов конденсатора, расположенных в торцовых поверхностях емкости э и подключенных к источнику постоянного напряжения, а регистрирующая схема содержит нагрузочное сопротивление вц рю пи одного электрода, соединенное с фор- % мирователем электрических импульсов.где где Изобретение относится к физико-химнческому анализу и может быть использовано в гидромеханике для определения воды в органических жидкостях, в частности в рабочих жидкостяхгидравлических систем, например маслах,Известен способ определения обводнения масла, заключающийся в на-гревании металлической пластины дотемпературы испарения воды и наливании на зту пластину пробы масла иопределении количества испареннойводы 1.Недостатками способа являютсясложность и невысокая точность измерения.Известно устройство для измерениякОличества воды в масле, содержащееиндуктивный датчик, выполненный иэдвух торроидальных трансформаторов, 20связанных индуктивно витком контролируемой жидкости1 .Недостатком устройства являетсянизкая чувствительность измерений,так как измеряемый сигнал соизмеримс уровнем помехи.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее емкость дляжидкости с расположенным в емкостишарообразным телом, средство длясоздания колебательного движениятела и регистрирующую схему, соединЕнную с индиъртором 2.Недостатками устройства являются низкая точность и сложность реализации измерений.Низкая точность определяетсяинерционностью переключения направления электромагнитного поля, создающего колебательное движение. Кроме 40того, на снижение точности влияетинерционность "тяжелого" ферромагнитного шарика, которая определяетсятем, что при изменении направленияэлектромагнитного поля шарик всякий 45раз не будет занимать одно и то жеположение между индукционными катушками и не всегда будет в этот моментнаходиться в Фокусе электромагнитного поля, создаваемого индукционнойкатушкой, что самым прямым образомбудет влиять на изменение частотыдвижения шарика.Сложность реализации измеренийопределяется необходимостью наличиядостаточно сложной автоматическойкоммутационной схемы и датчиков положения шарика.Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем,6 Очто согласно способу определения водыв органической жидкости, заключающемуся в создании колебательного движения тела, погруженного в исследуемуюжйдкость, колебательное движение тела 65 создают электростатическим полем конденсатора, а количество воды опреде ляют по частоте импульсов тока,Кроме того, в устройстве для определения количества воды в органической жидкости, содержащем емкость для . жидкости с расположенным в емкости шарообразным телом, средство для создания колебательного движения тела и регистрирующую схему, соединенную с индикатором, шарообразное тело выпол-, нено с проводящей поверхностью, средство создания колебательного движения шарообразного тела выполнено в виде электродов конденсатора, расположенных в торцовых поверхностях емкости и подключенных к источнику постоянного напряжения, а регистрирующая схема содержит нагрузочное сопротивление в цепи одного электрода, соединенное с формирователем электрических импульсов.Способ основан на регистрации изменения скорости У частоты вынужденного движения твердого шарообразного тела марика) в ограниченном объеме контролируемой жидкости в зависимости от изменения ее вязкости, что определяется известной зависимос- тьюЛ-)кдинамическая вязкость жидкости,радиус шарообразного тела(.шарика);ускорение движения шарика под действием вынужценных силу .- плотность шарика,1- плотность жидкости,Как видно из Формулы Ц, коэффициент перед переменнойимеет значение, равное девяти, что подтверждает значительное весовое преоблада- .ние вязкости относительно других пе-,ременных в этой формуле,Кроме того, наличие в формулеЦ К усиливает эффект применения шарика в качестве чувствительного элемента. В свою очередь степень обводнения находится в функциональной зависимости от вязкости динамическая вязкость водыдинамическая вязкость органической жидкости,средняя скорость теплового двюения молекул воды,средняя скорость теплового движения молекул жидкости, 1030714Л - средняя длина свободногопробега молекул води,средняя длина свободногопробега молекул органической жидкости. 5Выполняют твердое шарообразное тело в виде переносчика микрозаряда шарика с проводящей поверхностью и средним удельным весом, большим удельного веса контролируемой жидкости на 10-20.Устанавливают в контролируемый объем жидкости два параллельно расположенных электрода, ограничивающих этот объем с двух сторон. С других сторон контролируемый объем ограничивают диэлектрической решеткой.Помещают в этот объем контролируемой жидкости между электродами шарик - переносчик микрозаряда.Создают электростатическое поле между электродами путем подключения их к источнику высокого напряжения и устанавливают значение высокого напряжения, при котором обеспечивают устойчивое колебательное движение шарика между электродами.Частоту колебательного движения шарика в контролируемой жидкости между электродами замеряют путем регистрации частоты импульсов тока т , ЗО переносимых шариком при его колебательном движении в электростатическом поле между электродами в соответствии с зависимостью1=К -Э 35 где 3 - ток, осуществленный колебаниями микрозаряда междуэлектродами за период измерения частоты; 409 - значение микрозаряда,К - коэффициент пропорциональности.Измеренную частоту сравнивают с эталонной частотой импульсов тока, переносимых идентичным шариком при его колебательном движении в идентичном электростатическом поле между электродами, размещенными в не-, обводненной органической жидкости, в идентичных внешних условиях, по результатам сравнения определяют степень обводнения контролируемой жидкости.На чертеже представлена блок-схе-. ма устройства для осуществления предлагаемого способа.Устройство содержит два параллельно расположенных плоских электрода 1 ограниченных по периметру диэлектрической решеткой 2, внутри этого объема, заполненного контролируемой органической жидкостью, расположен переносчик 3 микрозаряда, выполненный в виде твердого шарообразного тела с проводящей поверхностью и средним щ удельным весом, большим удельного веса контролируемой жидкости на 30-20,Электроды 1 подключены к источнику 4 високого постоянного напряжения, а измерительным выходом между нижним электродом и подключенным к нему сопротивлением нагрузки Й ) подключены к формирователю 5 имйульсов, выход которого соединен с входом блока б сравнения, к второму входу которого подключен генератор 7 эталонной частоты. Выход блока б сравнения череэ преобразователь 8 подключен к индикатору 9.Прн этом генератор 7 эталонной частоты представляет собой аналогичное устройство, размещенное в идентичных внешних, условиях, содержащее идентичные электроды 1, ограниченные по периметру идентичной диэлектрической решеткой 2, внутри этого идентичного объема, заполненного необводненной эталонной органической жидкостью, размещен идентичный переносчик 3 микрозаряда. Электроды 1 подключены к идентичному источнику 4 высокого напряжения, а измерительным выходом (между нижним электродом и подключенным к нему сопротивлением нагрузки йн ) подключены к идентичному формирователю 5 импульсов, выход которого является выходом эталонного генера-, тора.Устройство, осуществляющее способ определения степени обводнения, работает следующим образом.На электроды 1 подают высокоепостоянное напряжение требуемого значения от источника 4, при этом. переносчик 3 микрозаряда совершает в созданном электростатическом поле устойчивое колебательное движение между электродами, частота которого зависит от степени обводнения органической жидкости. С измерительного выхода электродов 1, подключенного на сопротивление нагрузки, снимается сигнал и подается на формирователь 5 импульсов, который выдает на вход блока б сравнения последовательность импульсов с частотой, зависящей от степени обводнения, которую сравнивают с импульсами, характеризующими эталонную необводненную органическую жидкость, поступающими на второй вход блока б сравнения от эталонного генератора 7. С выхода блока сравнения сигнал поступает на вход преобразователя 8, где он преобразовывается в аналоговый электрический сигнал, пропорциональный степени обводнения, который регистрируется индикатором 9.Перемещение переносчика 3 микроэаряда ограничивается диэлектрической решеткой 2, ограничивающей рабочееЗаказ 5203/45 Тираж 873 Подпи сноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 пространство по периметру электродов 1. Использование способа и устройства определения степени обводнения органической жидкости обеспечивает по сравнению с известными способами и устройствами повышение точности определения степени обводнения органических жидкостей в 2 раза, упрощение реализации измерений, так как значе 10 ния импульсов тока, осуществленного колебательным движением микрозаряда,позволяют применить вторичные приборы с более простым схемным и конструкторским решением. Кроме того, отсутствие необходимости в Датчиках положения шарика и силовых индукционныхкатушках, присущих известному устройству, упрощает и удешевляет технологию изготовления первичного прибора,что позволяет сократить затраты наизготовление всего устройства примерно в 3-4 раза.