Индукционный датчик зарядов статического электричества в дисперсных системах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК збв Н 05 Р 1/00 ПИСАН ЗОБРЕТЕНИ АВТОРСНОМ ТЕЛЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена ТрудовогоКрасного Знамени технологическийинститут им. Ленсовета(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 538505, кл. Н 05 Р 3/00, 1976,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 3425348/18-21,кл. Н 05 Р 1/00, 1982 (прототип) .(54)(57) 1. ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК ЗАРЯДОВ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА ВДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ, содержащийблок регистрации и чувствительныйэлемент, установленный в пыленепроницаемом корпусе и выполненныйв виде ферритового стержня и намотанных на нем основных первичной ивторичной катушек, последняя иэ ко 801132373 А торых присоединена проводом к блоку регистрации, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения пространственного расположения зарядов, чувствительный элемент снабжен дополнительными первичной и вторичной катушками намагничивания, намотанными на упомянутом стержне,и выключателем, при этом первичная дополнительная катушка намотана на стержне в том же направлении, что и основная первичная катушка, вторичная дополнительная катушка намотана встречно основной вто ричной катушке и присоединена к упомянутому проводу через выключатель.2. Датчик по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что расстояние между парами основных и дополнительных катушек в три и более раз превышает расстояние между основными катушками.Изобретение относится к технике контроля и борьбы с опасным уровнемФэлектризации дисперсных систем и может быть использовано в промьппленности, связанной с производством 5 и обработкой порошковых материалов - в химической, металлургической, медицинской, пищевой и других,Известны датчики потенциала электрического поля наэлектризованных 10 материалов электромеханического типа Г 13.Такие датчики не могут обеспечить надежное измерение потенциала в дисперсных средах вследствие элек тризации датчика, возникающей из-за контакта частиц материала с поверхностью зонда-датчика.Наиболее близким к предложенному является индукционный датчик заря дов статического электричества в дисперсных системах, содержащий блок регистрации и чувствительный элемент, установленный в пыпенепроницаемом корпусе, и выполненный в виде 25 ферритового стержня и намотанных на нем основных первичной и вторичной катушек, причем последняя присоединена проводом к блоку регистрации(23.Этот датчик обладает существен- З 0 ным недостатком - невысокой точностью определения расположения зарядов в исследуемой системе. Цель изобретения - повышение точ кости определения пространственного расположения зарядов.Цель достигается тем, что в индукционном датчике зарядов статического электричества в дисперсных сис темах, содержащем блок регистрации и чувствительный элемент, установленный в пыпенепроницаемом корпусе и выполненный в виде ферритового стержня и намотанных на,нем основных 45 первичной и вторичной катушек, последняя из которых присоединена проводом к блоку регистрации, чувствительный элемент снабжен дополнительными первичной и вторичной катушками 50 намагничивания, намотанными на упомянутом стержне, и выключателем, при этом первичная дополнительная катушка намотана на стержне в том же направлении, что и основная первичная 55 катушка, а вторичная дополнительная катушка намотана встречно основной вторичной катушке и присоединена к упомянутому проводу через выключатель.Кроме того, расстояние между парами основных и дополнительных катушек в три и более раз превьппает расстояние между основными катушками.На фиг.1 представлена конструктивная схема устройства, на фиг.2схема соединения катушек чувствительного элемента.Датчик состоит из ферритовогостержня 1, на котором размещены 1основные первичная 2 и вторичная 3катушки, На нем же размещены на некотором расстоянии от основных дополнительные первичная 4 и вторичная5 катушки намагничивания Стерженьустановлен на диэлектрическом держателе б, который, в, свою очередь,размещен в диэлектрическом пыленепроницаемом корпусе 7, Вторичные обмотки соединены с соответствующимипервичными (фиг,2) и с заэкранированным проводом 8, причем дополнительная катушка подключается к проводучерез выключатель 9,Датчик работает следующим образом.При внесении датчика в контролируемый объект и наличии уровня электризации дисперсных систем, достаточной величины для создания электромагнитного излучения искровымиразрядами с наэлектризованных материалов в первичных катушках 2 и 4(фиг.2) датчика наводятся электродвнжущие силь. При этом индуцируемые:электромагнитным излучением электродвижущие силы во вторичных катушках3 и 5 во много раз меньше, так какколичество витков вторичньж катушеквыбрано много меньшим количества витков первичных катушек. В случае замкнутой цепи вторичных катушек 3 и 5выключателя 9 вследствие электромагнитной связи между катушками, осуществляемой посредством ферритовогостержня 1, во вторичных катушкахвозникает результирующий импульс тока выходного сигнала с двух катушечных групп, а при наличии разомкнутойцепи - только с первой катушечнойгруппы из катушек 2 н 3,При расположении оси стержня 1 по направлению наибольшего ослабления плотности электромагнитного излучения наэлектризованных материалов (радиальному направлению) с замкнутыми контактами выключателя 9 выходной сигнал с датчика наибольший, А в случае расположения оси стержня перпендикулярно радиальному направлению излучения выходной сигнал с датчика отсутствует. Таким образом по ориентации оси стержня 1 в выбранной точке рабочего объема аппарата на максимальную величину сигнала определяется радиальное направление ближней 1 О зоны излучения искровых разрядов наэлектризованных дисперсных потоков. В данном положении датчика размыкаются контакты выключателя 9 и производится определение среднего 15 значения сигнала с датчика. Затем датчик с разомкнутыми контактами механического переключателя перемещается по радиальному направлению излучения в. сторону, противоположную 2 О зоне искрообразования на фиксированное расстояние, при котором значения выходного сигнала в новой и предыдущей точках контроля существенно отличаются друг от друга.В но- д 5 вой точке контроля определяется среднее значение сигнала и записывается расстояние между двумя точками расположения датчика.По результатам измерения средних значений сигналов с датчика в двух точках контролируемого объекта, отстоящих друг от друга на фиксированном расстоянии по направлению наибольшего ослабления плотности элек 35 тромагнитного излучения, с учетом градуировочных характеристик устроиства контроля оценивается энергетическая способность искрообразующих зон аппаратов с дисперсными систе О мами, В этом случае чувствительность системы контроля повышается за счет исключения эффекта уменьшения полезного сигнала во вторичных катушках датчика посредством использования только одной катушечной группы, что осуществляется коммутирующим переключателем. В количественном отношении чувствительность устройства контроля зависит от расстояния датчика до источника излучения и может при этом возрасти более, чем в два раза.Для точного определения направления излучения необходимо обеспечить наибольшее изменение уровня полезного сигнала с датчика, что достигается выбором расстояния между катувечными группами не менее трех осевых размеров каждой из групп, Такиемеры при изменении углового положения оси ферритового стержня к направлению излучения от 0 до 90 позволяют получить относительное изменениевыходного сигнала на уровне не менее ЗОХ.Использование предлагаемого датчика существенно упрощает процедуруконтроля уровня электризации дисперсных систем, так как для определения направления излучения в выбранной зоне измерения необходимотолько ориентировать датчик на максимальную величину выходного сигнала, что не вызывает особых затруднений у обслуживающего персонала.При этом, как показали испытания,в пределах изменения ориентации датчика по отношению к направлению излучения для углового диапазона от 15до 90 обеспечивается точность измерения 952, а также снижается продолжительность всего контроля. Конструкция предлагаемого датчика, состоящая из общего ферритового стержйя с расположенными на нем двумя катушечными группами,обеспечивает более"острую" диаграмму направленности приема сигналов в ближней зонеэлектромагнитного излучения наэлектризованных материалов. Для сравнения проводились исследования рабочиххарактеристик предлагаемого датчикас катушечными группами, отстоящимидруг от друга на расстоянии 0,08 м,и известных датчиков, размещенных соосно с таким же расстоянием междупервичными катушками,Для случая соосного расположенияизвестных датчиков наблюдается сильное экранирование дальнего по отношению к источнику излучения датчикаболее ближним. Максимальное экранирование происходит в угловом диапазоне 0-30 ориентации оси стержняпо отношению к радиальному направлению излучения искровой зоны наэлектризованных материалов, что. заметноухудшает диаграмму направленностидатчика такого типа. Общий ферритовый стержень предлагаемого датчика усиливает электромагнитную связьмежду катушечными группами, тем самым при тех же угловых диапазонахзлорасположения оси стержня (0-30 )наблюдаются более высокие ЭДС во1132373 Составитель Б.КимТехред Ж.Кастелевич Корректор О ЛУговая Редактор Т.Колб аказ 9807/ филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн вторичных катушках, а следовательно, и лучшая избирательность по направлению,Отмеченные обстоятельства позво" ляют значительно повысить точность Тираж 78 ИИПИ Государствен по делам изобрет 35, Москва, Ж,определения, пространственного распо" ложения источников излучения, т.е, зон расположения зарядов, по сравнению со случаем использования извест ных датчиков. Подписноого омитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/5