Гидроэлектрический датчик

Союз СоветскииСоциапистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл,В 21 В 37/00 3 Ъсударстееинык комитет СССР ао долек изооретеиий и открытий(72) Авторы изобретени И.И, Онищенко и олони порожский индустриальный инст 71) Заяаител относится к контрой технике и можетно в устройствах дых размеров дример проката из плеч Изобретение но-измерительн быть использов кости и являющаяся одн измерительного моста. жит подводящую трубу с изоляционные патрубки, электроды, источник пи5 датчик имеет широкий д рений от нескольких ми атчик содернасадкой,трубчатые ко линеи й, на о вижущи ,непо- роизво ся изделсредствества,ания. Этотапазон измелиметров но цесс мерени тва дл до нескольких десров 21,Недостатком эт ков сантиме шихся объото ых зави твияо на о гидроэлектрияется значитель ерений, вызван 1 Ооверхность ско атчика я лия под я погрешность и я нестабильност ю удельного и жидкости поперечно ния таки скольких Однако диапазондатчиками не превы ает миллиметров.Наиболее близким к прпо технической сущности ние мо я на при измерени яются ом лагаем при ческиотором со достигае- стройство сопротивлениянных одной и став являетерхност мому результа в котором к и мого объекта мированная из леч моста, оой же проточ ость и точно азо й ж нтролируеостью, стаби уировочной х одводится струяэлектропооводно ть г Известны устрои поперечных размеро ектов, принцип дей ключается в том, ч контролируемого из струю сжатого газа по их,расходу судя размере Ц; РОЭЛЕКТРИЧЕСКИИ йАТЧИ противления жидкости15колебаний концентрацго состава растворентемпературы, наличияповерхности электрод от случайных и и химическ ых примесей, адсорбции на в и др.Не- мостового мерактеристики измерителя остаютсянедостаточно высокими,Одной из причин, ухудшающих стабильность градуировочной характеристики датчика, является наличие большого числа электрических разъединений струи на участки с помощью длинных патрубков, используемых в качестве цилиндрических электродов.Участки струи датчика с электродамипредставляют собой электрохимические ячейки, в которых на границеэлектрод-раствор образуется двойноэлектрический слой, который можетбыть уподоблен электрическому конденсатору, Значение емкости, а следовательно, и омическое сопротивление переменному току зависит от потенциала электрода и строения двойного электрического слоя, концентрации раствора и химического состава примесей, от силы постоянноготока, проходящего через границу раздела электрод-раствор,В известном датчике можно выделить восемь переходных зон электродструя, причем форма и площадь контактных зон струи с электродомво всех плечах моста идентичны,Особенно отличается от остальныхучасток свободной струи, котораяодной стороной контактирует с плоской поверхностью контролируемогопроката, а другой - с внутреннейцилиндрической либо конической поверхностью насадки, формирующейструю, Кроме того, различие в диаметрах отверстий насадки, штуцеров иподводящего патрубка приводит к различию контактных площадей, а следовательно, и к различному значениюдифференциальной емкости, котораясоставляет примерно 18 мкф/см уотрицательно заряженного электродаи 36 мкф/см у положительно заряженного электрода,Нестабильностьемкостной составляющей омического сопротивления иразличие их по величине приводит ктому, что в диагонали измерительногонеравновесного моста связь междудлиной свободной струи, определяемойлинейными размерами проката, и электрическими сигналами разбалансастановится неоднозначной,Цель изобретения и вышение гочности измерения,Указанная цепь лог гигае 1 ся тем,что Гидроэлек три ег ии л 1 г ц 1 к со 5 0 15го 25 35 40 455055 держит па 1 рубок, подводящий электро- проводную жидкогть, насадку, направляющую струю жидкости на металл, электроды, диэлектрические патрубки, источник питания, два усилителя и два резистора, причем электроды датчика выполнены парно идентичными по1форме и размерам контактирующей со струей площади, из них одна пара (плоские электроды) установлена перпендикулярно оси струи, а другая пара (миниатюрные цилиндрические электроды) охватывает струю по образующей окружности, один полюс источника питания через резисторы и усилители соединен с цилиндрическими электродами, с первым плоским электродом непосредственно, а второй голюс источника питания заземлен. На чертеже приведен гидроэлектрический датчик.Датчик содержит патрубок 1, соединенный с фланцем 2, электрод 3из металлической сетки, диэлектрический патрубок 4, миниатюрный повысоте цилиндрический электрод 5,диэлектрический патрубок 6, миниатюрный цилиндрический электрод 7, диэлектрическую насадку 8, струю 9,контролируемый прокат 10, рольганг11, усилители 12 и 13, нагрузочныерезисторы 14 и 15,источник 16 электрического питания,Устройство работает следующим об.разом.Электропроводная жидкость из питающей магистрали по патрубку 1поступает с некоторым избыточным давлением к датчику. Через отверстиево фланце 2 вода достигае 1 поверхности электрода 3, выполненного изметаллической сетки, проходит сквозьсетку, последовательно заполняя полость диэлектрических патрубков 4и 6, и с помощью диэлектрической насадки 8 формируется в компактнуюструю 9, которая направляется на поверхность измеряемого проката 10,транспортируемого по рольгангу 11,Струя гидроэлектрического датчика подключается к источнику 16 электрического питания парой плоскихэлектродов, установленных перпендикулярно траектории полета струи,Струя заключена между плоскойповерхностью электрода-сетки 3 иплоской поверхностью заземленногоконтролируемого проката О,Образующиеся площади контактныхзон электродов со струей практически одинаковы и соответствуют поперечному сечению струи. форма электрического поля, создаваемого в 5приконтактной зоне струи с плоскостью электродов, идентична, Этоприводит к созданию одинаковых дифференциальных емкостей, образующихсяна контактных поверхностях струи с Оэлектродами. В связи с этим отсутствует постоянная составляющаяэлектрического тока через струю,которая связана с перераспределением(перезарядкой) накопленной энергии.Устранение постоянного тока черезграницу раздела электрод-струя благоприятно сказываются на стабилиза.ции во времени емкости двойного электрического слоя, ослабляя ее влия- фние на омическое сопротивление переменному току.Сигнал о контролируемом размереснимается и с миниатюрных по высотецилиндрических электродов 5 и 7, охватывающих струю по образующей окружности. Эти электроды выполненыиз фольги с отверстием, равным диаметру струи гидроэлектрическогодатчика. Они установлены на рас- Звстоянии а друг от друга и подключены в измерительную схему черезэлектронные согласующие усилители12 и 13 с большим входным сопротивлением. С нагрузочных резисторов 3514 и 15 электронных усилителей снимается сигнал информации Ца, который пропорционален падению напряжения на участке струи длиной а, заключенной в диэлектрическом патрубке 6, и зависит от длины струи 9,меняющейся в соответствии с размером контролируемого проката 10,Использование мйниатюрных по высоте цилиндрических электродов 5 и 7, 45охватывающих струю по образующейокружности, позволяет уменьшить число переходных зон в цепи питанияэлектрод-струя с восьми до двух.Вследствие малой толщины электродов, 5 в изготовленных из фольги, их влиянием на перераспределение продольногоградиента в струе можно пренебречь,а ответвление токов на вход высокоомных усилителей практически не оказывает влияния на искажения электрического поля с руи в целом и отдельных ее зон,Таким образом, оптимизация формыи площади контактируемых со струейэлектродов, охватывающих струю поокружности с толщиной линии, равнойтолщине фольги, позволяет уменьшитьвлияние электрохимических процессов, следовательно, повысить. стабильность и точность измерения гидроэлектрическим датчиком.Формула изобретенияГидроэлектрический датчик, содержащий патрубок, подводящий электропроводную жидкость, насадку,направляющую струю жидкости на металл,электроды, диэлектрицеские патрубки,истоцник питания, два усилителя идва резистора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности измерения, электроды датчикавыполнены парно идентичными по форме и размерам контактирующей соструей площади, причем одна пара1,плоские электроды) установленаперпендикулярно оси струи, а другаяпара (цилиндрические электроды) охватывает струю по образующей окружности, один полюс источника питаниячерез резисторы и усилители соединен с цилиндрическими электродами,с первым, плоским электродом непосредственно, а второй полюс источника питания заземлен.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Агейкин Д.Н. и др. Датчикиконтроля и регулирования. "Металлургия", 1965.2 Авторское свидетельство СССРИф 395137, кл. В 21 В 37/00, 1970.908446 Осимов Корректор Л оставитель А, ехред Э. Вереш Редактор Н. Безродная Бока Подписноета СССР Тираж 842 ИИПИ Государстве по делам изобр 35,Москва, Ж, каз 692(10 ного комит тений и от Раушская н цтиид, 4 пиал 11 ПП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,