Датчик для определения состава жидкости

Союз Советски кСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУдо делам иаобретеиий и открытий(72) Автор изобретения Л. А. Бида Институт ядерной энергетики АН Белорусской ССР(54) ДАТЧИК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ЖИДКОСТИ 1Изобретение относится к измеритель ной технике, преимущественно к оборудованию для определения состава растворов окиси азота в жидкой четырехокиси азота, и может быть использовано в тех областях народного хозяйства, где при 5 меняют жидкую четырехокись азота или растворы окиси азота в четырехокиси азота, например в энергетических установках с нитрином как теплоносителем и рабочим телом.Известен датчик для определения состава жидкости, например азотной кисло- . ты в жидкой четырехокиси азота, состоящий из электрического конденсатора цилиндрической формы, помещенного в стек лянную ячейку с крышкой из фторопласта, через которую выведены клеммы подсоединения обкладок конденсатора 1 .Недостатком указанного датчика яв ляется то, что заполнение его полости осуществляют свободным заливом через воронку жидкой четырехокиси азота. При этом происходит контакт жидкости с ок 2ружающей средой и за счет большой гигроскопичности четырехокиси азота в исследуемой жидкости образуется неконтролируемое дополнительное количество азотной кислоты, что ухудшает точность определения состава среды. Кроме того, с помощью такого датчика невозможно определить одновременно количество азот)- ной кислоты и растворенной окиси азота в жидкой четырехокиси азота, поскольку конструктивно это не предусмотрено. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик для определения состава жидкости, содержащий емкость для жидкости, являющутося наружной обкладкой цилиндрического конденсатора и образованную цилиндрической стенкой, закрытой в нижней части герметично вставленным в нее дном, размещенную в этой емкости внутреннюю цилиндрическую обкладку конденсатора, штуцер для .подвода газа в емкость и подсоединенные к обкладкам конденсатора элект3 972 рические выводы для подключения его к измерителю емкости 2.Основным недостатком известного датчика является,то, что при барботировании жидкости газом последний подводится только во внутреннюю полость внутренней обкладки конденсатора, В то же время жидкость между обкладками конденсатора (диэлектрическую проницаемость измеряют именно этой части жидкости) остается необработанной подводимым газом, так как зазоры между обкладками конденсатора относительно небольшие 0,7-0,8 мм. Эффект обработки жидкости газом в этих зазорах получается только лишь за счет диффузионных процессов обработанной и необработанной газом частей жидкости в датчике. Это снижает точность измерений концентраций окиси азота и азотной кислоты в жидкости, увеличивает время проведения анализа за счет длительного барботирования раствора (около 30 мин), а также увеличивает унос жидкости барботируемым газом. К недостаткам известного датчика следует отнести также то, что за счет, например, коррозии обкладок конденсатора или эа счет отложений на их поверхностях различных примесей происходит изменение нулевой емкости (емкости пустого датчика), что требует частой его повторной калибровки, Эта операция достаточно трудоемкий, сложный и продолжительный процесс. 376 верстия которых лежат в пределах окружности с диаметром, меньшим диаметравнутренней обкладки конденсатора, причем суммарное проходное сечение всехканалов меньше сечения кольцевой проточки,Цель изобретения - повышение точности определения состава жидкости, сокращение времени проведения анализа и упрощение работы с датчиком.Поставленная цель достигается тем, что в датчике, содержащем емкость для жидкости, являющуюся наружной обкладкой цилиндрического конденсатора и образованную цилиндрической стенкой, закрытой в нижней части герметично вставленным в нее дном, размещенную в этой емкости внутреннюю цилиндрическую обкладку конденсатора, штуцер для подвода газа в емкость и подсоединенные к обкладкам конденсатора электрические выводы для подключения его к измерителю емкости, на боковой поверхности дна выполнена кольцевая проточка, соединенная со штуцером для подвода газа и с емкостью для жидкости через выполненные в дне каналы часть которых выполнена в виде проточек на боковой поверхности дна, а остальные - в виде наклонных каналов, выходные отНа фиг. 1 представлен датчик дляопределения состава жидкости; на фиг. 2 характер расположения выходных отверс 10 тий каналов в дне датчика для барботажа жидкости кислородом и продувки зазора между обкладками конденсатора(между корпусом и внутренним цилиндром датчика),15 Датчик состоит иэ корпуса, выполненного в виде емкости, выполняющей рольнаружной обкладки цилиндрического конденсатора и образованной цилиндрическойстенкой 1. Снизу в стенку 1 вставлено2 о дно 2. В емкость помещена внутренняяцилиндрическая обкладка 3 конденсатора.Датчик снабжен штуцером 4 для подводагаза в емкость. В емкости размещеныкарман 5 для термометра и винт 6 кор 25 ректировки нуля. Емкость снабжена вентилем 7 для стравливания избыточногодавления. На штуцере 4 установлен вентиль 8 и накидная гайка 9, Подсоединенные к обкладкам конденсатора электровыЗО воды для подключения конденсатора кизмерителю емкости образуют контактнуювилку 10. На боковой поверхности дна 2выполнена кольцевая проточка 11, соединенная со штуцером 4 и с емкостью че 35реэ выполненные в дне каналы в видепроточек 12 на боковой поверхности днаи в виде наклонных каналов 13, выходные отверстия которых лежат в пределахокружности с диаметром, меньшим диаметра внутренней обкладки 3 конденсатора.Суммарное проходное сечение всех каналов меньше сечения кольцевой проточки 11,Датчик работает следующим образом,Перед заполнением датчика исследуемойжидкостью проверяют его нулевую элект 45рическую емкость, Если она отличаетсяот первоначальной (например, увеличилась), то перемещением винта 6 добиваются исходной величины. После корректировки датчик через вентиль 8, кольцевую проточку 11, каналы 12 и 13 заполняют исследуемой жидкостью. Если эточетырехокись азота без растворенной вней окиси азота, определение количестваазотной кислоты в ней делают обычным55методом, измеряя диэлектрическую постоянную жидкости, В случае, если вдатчик помещен раствор окиси азота вчетырехокиси азота, то для определения972376 6 формула изобретения 5концентрации окиси азота в растворе сначала определяют диэлектрическую по стоянную раствора, после чего через вентиль 8, по кольцевой канавке 11 подают кислород к отверстиям 12 и 13 (на фиг. 1 направление потока газа показано стрелками), При этом вентиль 7 слегка открывают для стравливания избылка давления в датчике.Кислород, проходя через отверстия 10 12 и 13, барботирует через жидкость в зазоре между стенкой 1 и цилиндрической обкладкой 3, а также внутри ее. Этим достигается полное окисление оки-. си азота как внутри обкладки 3, так и 5 в зазоре между стенкой 1 и обкладкой 3 конденсатора, При этом наклон оси каналов 12 увеличивает продолжительность контакта кислорода с жидкостью в зазоре, а также способствует более интенсивному ее перемешиванию с основной массой жидкости в датчике. После ф окисления окиси азота кислородом определение и вычисление концентраций окиси азота и азотной кислоты в жидкости д выполняют обычным известным методом. Использование изобретения дает возможность повысить качество анализа, упростить процесс анализа, сократить время, расход кислорода и теплоносителя при определении его состава. Снижается также трудоемкость обслуживания датчика, так как сокращается количество повторных его калибровок, что улучшает35 техникоэкономические показатели технологических процессов в промышленности или энергетических установок в целом. Датчик для определения состава жидкости, содержащий емкость для жидкости,являющуюся наружной обкладкой цилиндрического конденсатора и образованнуюцилиндрической стенкой, закрытой в нижней части герметично вставленным внее дном, размещенную в этой емкостивнутреннюю цилиндрическую обкладкуконденсатора, штуцер для подвода газав емкость и подсоединенные к обкладкамконденсатора электрические выводы дляподключения его к измерителю емкости,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности определениясостава жидкости, сокращения временипроведения анализа и упрощения работыс датчиком, на боковой поверхности днастенки выполнена кольцевая проточка,соединенная со штуцером для подводагаза и с емкостью для жидкости черезканалы в дне, часть которых выполненав виде проточек на боковой поверхностидна, а остальные - в виде наклонныхканалов, выходные отверстия которыхлежат в пределах окружности с диаметром,меньшим диаметра внутренней обкладкиконденсатора, причем суммарное проходное сечение всех каналов меньше сечения кольцевой проточки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Научно-исследовательский отчетМ 551. Минск, ИЭЯ АН БССР, 1975,с. 50.2, Теплоноситель Нитрин-Т. Технические условия ТУ 6-02-2-568-79, 1979,с. 11, 37-40 (прототип),972376 4 Тираж 887НИИПИ Государственного кпо делам изобретений113035, Москва, Ж, Р 06/3 ВПодписное тета ССС к и открытий аушская наб., д, филиал ПППфПатент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель Ю. Коршуноведактор В. Петраш Техред Л.Лекарь Корректор М, Кост