Емкостной проточный датчик

УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ 44/18-25(21) 33663 (22) 17,12 (46) 23. 07 (72) А. В. К А.Г.Шумихи 53) 551,5 (56) 1. Ав М 565241,2Осадч ние датчик ких величи 1979, с. 4(54)(57) ЕМКОСТНОЙ ПРОТОЧНЙсодержащий корпус и многоцилинконденсатор, выполненный в видположенной между крестообразная 801030715 А нованиями системы электродов с токо- подводами и выводами, у которой электроды одной полярности снабжены охранными электродами, зафиксированными находящимисяна торцовых частях кольцевыми изоляционными прокладками, отличающийся тем, что, с целью повышения точностиизмерения и улучшения технологичности изготовления, токоподводы ко всем электродам подведены к их торцовым частям и закреплены внутри изоляционных вклады- шей, снабженных центрирующими канавками и установленных в полостях металлических ребер крестообразных оснований, причем токоподводы к охраняемым электродам пропущены через про- щ дольные отверстия, выполненные в охранных электродах, и изолированы от нихИ 30 бРетег 1 ие Относится к изсеРЕЕ - ТЕТЬМОЙ ТЕХНИ Е(Е и МОЖРТ бЕТЬ ТЯЕ СПОЛЕт - 30 В аи О ДР 151 Е(0 ЕТРО Я и а ВТОГлати 3 а 11 ИЕ; и измерения таких параметроп веществ, Е(аЕ( ВЛНЖНОСТЬ р ЕЛЕСТНОСТЬ р ВЯЗКОСТЬ р СОСТаэ р НЕСПЛОШНОСТЬ 51 ОТОка и ДРУГИХт фт 1 Н К 1 гОН с 1 Л 1. 11" СВ 51 3 ан НЫХ тИЗГЛЕрани СМ диэлектрической проницаемости или удельной электрогровоцности, а также ДтЯ 113 ртЕРЭНЯЯ 351 аКТРИЗ -ПИ ДИЭЛтзКТОИЧРСКИХ ЖИДКОСТРЙ и Гс" ЗОВ, 1 ОИЗВЕСТЕН аМКОСтпой даТЧИК, СОт:тОя- ЕЛ ИЗ,КОРПУ Ссп С Сстт 7 сд 1 ЕстЕЕ И ЧУБ СТВИв ТЕЛЬН 010 ЭЛРГЕНТа Е сЛЕЕОГОЦтЕЕи НДРОВОГО КОНК Си сЗЛЬ Н 010 Хонда Н т сТора 1, 1 ЗЕПтолНЕННОГО В ВИДЕ НаботЭст ПОЛЫХ ПЯЛИНД рических электродов с черат. ощейся полярностью, в котором электроды фиксируются с помощью заземленнь 1:( МЕВЛЛЕЕа СК 1.1( Б КтСЕ.,Р ЫтаЕЕ 1 и Е"ти(т ТОВ р , гтР (трт ест(.,с пзот 1 ированных От рабО - тг чих электпоттоп торОИЕЕастОБымя про-, клсЕЕкаг: 1 .неттостаткам такого датчика следует отасти сложность в обеспечении Над=";:(НОГО КОНТат(та заЗЕМЧЕННОГО ШТИф - -р Та С элаКТЕЭОдсЗМИ СООТЕЗ(ЗТСТВтсРПшай ПО 1 Ярг 1 ОСТИ, ГарротЕ ТОГО; НагИЧИР Лат стЛв лича скях вктадт:1 ГЕЕй 3 гежэлсктрОДНОм г:ространстве увеличивает гидравличес- КОР СО 1 рОТ 111 ЛЕЕПЕ ДЦТ 11 Ка р умст(ЬеааТ3 ЕГО УВСтВИТЕЛЬНОСть Рт,эа СЧЕТ УМСНЬщения г:Олезно т плодади электр:родов,Е я СОЗДаЕТ НЕРаВЕЕОМЕРНОСть ЭЛЕКтРОМаГ.ИТЕ;ОГО По.тя ДаТЧИКар КОТОРгУП но учесть г;ри проведении точных измерений зле(трофязичаских характерис-З 5 тик Вещестпр а НРЯсУтствие ДиэлектРи - Ч 8 СКИУ. ПРОКПадо( В МЕЖЭЛЕКТРОДгЕОМ ПРОСТРсасЦ СТВО ПЕРИ ВОДИТ К ТЕМПЕРсатУР НОЙ ЗсЗПИСИМОСТЕ: ГГсдсбОЧСЙ РМКОСТИ ДБТЧИКа,НЗВЕСТЕЕт Такжа ЕМКОСТНОЙ ДаТЧИК 4 Е НЕСПЛОШНОСТИ ПОтОка, сОСр".ОЯ;ЦИЙ Лз кОрпуса с сланцами и чувствительного эле- МЕ.Ета т, МЕтот."ОЦИЛЯНДРОВСЕГО КОВКСИат 1 ЬНОГО КОНДЕЕСсЗТОРст/ р ВЫПОЛНЕННОГО В ВЯ- де двух цельОто" ген ных кОак сиаль ных обкладок, взаимное положение котор,тх фиксируется с помопью расположенного Б центре датчика, винта с изолятором и установленных В торцовой частя внешних электродоп язоляциопных и экранных колец 1 2 .Недсстатками этой конструкция явЛятвтСя СЛС(Пост Ь ИЗГОтОВЛЕНИя ЦЕЛЬНО- тОчееЕных коа к с 1 альных ОбкладОк кондещ СатОрОВ, а ТЗКЖЕ ПОГрЕтОСТЬ ВЫХОдцаГО СИГНДГа р ПЕЗВаК На 1 БЛИЯНИРМ Т(,МГЕ - ратурь 1 т(0.; - ; Ослегткесро;" я р трружаюетЕ(ай СРЕЦ ИЗ - за "рстдИЧИЯ ИЗОЛЯТОРа В Ц(НТ- ре датчика , непосредственно между Гра (рсЕЕЕМЕЛ эттет(тгзрЦВГЕИКОН СтруКЕЕЕЕЯ Я также не обеспечивает надлежащей устОйчивссти к вибрациям вследствие то- ГО, ЧТО ЭЛЕКТРОПЫ ЗНКРЕГЕЛЕНЬт КОНСОЛт - но. Наряду ", этим электромагнитное П 051 Е Такого ДсТтгКа ЯВЛЯЕТСЯ НЕРсавно- с МОРНЕГ ИЗ - .=.с 1 НВЛИЧИЯ КРЗЕВЫХ ПОЛЕЙ Наторцах электродов,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому язляется емкостной проточный датсгик, содержащиймногоцилиндровый конденсатор, выпол- .неете(ый В пяде располОженеОй междукрестообразными основаниями системыэлектродов с токоподво,цами и вывода;и, у которой электроды одной полярности снабжень охранными электродами,зафиксированНЫМЕЕ НахОДящиМИся На тОртОВЫХ ЧаСТЯХ КОЛЬЦЕБЫМИ ИЗОЛЯЦИОННЫми прокладками Е.З Е.К недостаткам данной конструкцииследует отнести наличие трудноучитыпаеглых Внутренних паразитных полейрассеяния в рабочих межэлектродныхгтромежутках датчика, возникающихБел дствие того, что токоподводы кОСЕОБЕтЛ И ОХРаННЫМ ЭЛЕКтРОДаМ, СЛУжащие,сля обеспечения электрическойсвязи ежду ними и представляющие собой металлические штифты, закреплены в отверстиях электродов в радиаль,ОМ ггаПраБЛЕНИИ И ПОЭТОму ОказываЮТСЯвнесенными в поле коаксиального конденсатора, что неизбежно приводит кпогрешности аналитического расчетаначальной емкости датчика, а следовательно и к погрешности измерений, Наряду с этим токоподводы такого датчика не экранированы друг от друга иг.ежду нямя образуется паразитная емкость, что приводит также к погрешности измерений. Кроме того, наличие.,шифтов приводит к уменьшению полез -гЕОЙ ПЛОЩаДИ ЭЛСКТРОДОВр ЧТОр В СВОЮОтЕЕРЕДЬВЕЦЕт К ПОТЕРЕ ЧУВСтВИтЕЛЬ:-.ости я росту погрешности измерений,и радиальное расположение токоподводов усложняет процесс сборки я разборки датчика, требует разработкиспециального оборудования для точного согласования отверстий в электродах, затрудняет униоикацию отдель;ых узлов датчика (в частности электродов создает трудности В обеспе-ении надежного контакта с электродаМи,Целью изобретения является повышение точности измерений электрофизи 1 еских свййстВ жидкостей и Га.зов иулучшение технологичности изготовления ем:(остного проточного датчика,Еелг достигается тем, что в емкостном проточном датчике, содержащемКОРПтг Г И РН(ЗГОЦИЛИНДРОВЫЙ КоаК СИаЛЬ -ный конден сатор, . выполнен ный в видерасположенной между крестообразными0(.новациями системы электродов с токоподводами и выводами от них, у которой электроды одной полярностиснабжены охранными электродами, зафиксированными наыодящимисгг на торцахкольцевыми изоляционными прокладками,токоподводы ко всем группам электродов подведены к их торцовым частям изакреплены внутри изоляционных вкладышей, снабженных центрирующими канавками и установленных в полостях металлических ребер крестообразных оснований, причем токоподводы к охраняемым электродам пропущены через продольные отверстия, выполненные в охранных электродах, и изолированы от них,На фиг.1 изображен емкостной проточный датчик, общий вид,в разрезе; 10 на фиг.2 - .схема монтажа вывода от электродов через отверстия в охранных эЛектродах, на фиг.З - конструкция крестообразного основания, общий вид," на фиг,4 - сечение А-А на фиг.1.Датчик состоит из корпуса 1 с Фланцами, внутри которого закреплен коаксиальный конденсатор, состоящий из полых цилиндрических электродов 2 одной полярности, электродов 3 дру- ц гой полярности и охранных электродов 4. Взаимное расположение охранных электродов и внутренних электродов фиксируется с помощью изоляционных прокладок 5, размещенных в канав-ках этих электродов. Весь пакет электродов собран между двумя крестообразными основаниями б с полыми ребрами. Основания могут быть изготовлены путем литья или штамповки. В полости ребер вставлены изоляционные вклады ши 7, которые могут быть выполнены из фторопласта, стеклотекстолита, керамики или других изоляционных материалов. Вкладыши снабжены концентрическими центрирующими канавками для установки электродов и имеют отверстия 8 для токоподводов 9, соединенных с выводами 10. Каждое основание имеет по три ребра. Стенки каждого ребра используются для экранирования толь ко одного вывода, т.е. через полость первого ребра проходит вывод от электродов одной полярности, через полость второго ребра проходит вывод от электродов другой полярности и 45 через полость третьего ребра проходит вывод от охранных электродов. Основания совместно с пакетом электродов скрепляются между собой сборным полым стержнем 11 с резьбой на концах и гайками 12 и 13 обтекаемой Формы.Гайка 13 снабжена отверстием для вывода проводов от термометра сопротивления 14 и одновременно создает уплот нение оболочки 15, через которую пропущены эти провода. Пробка 16 и прокладка 17 служат для герметизации термометра сопротивления. На выходе из корпуса выводы датчика помещены в цилиндрические экраны 18, укрепленные в основаниях. Герметичность выводов создается с помощью приваренных ккорпусу бобышек 19, прокладок 20, уплотнительных муфт 21 и стеклянныхпроходных изоляторов 22,Вывод от электродов проходит черезизолятор 23, установленный в отверстиях охранного электрода.устройство работает следующим образом.Датчик с помощью фланцев закрепляется на трубопроводе с контролируемой или исследуемой средой,При прохождении исследуемой средыв пространстве между электродами 2 и3 устанавливается определенное значение емкости датчика. Изменения параметров протекаемой среды, напримерсостава, сплошности потока, плотности,вязкости и других, функционально связанных с электрическими параметрамисреды, вызывает изменение емкости,которое измеряется прибором, подключенным к выводам датчика, напримермостом с тесной индуктивной связью,позволяющим измерять емкость, проводимость или тангенс угла диэлектрических потерь,Предлагаемый емкостной проточный,датчик позволяет исключить из результата измерения паразитные емкости,,образованные токоподводами к рабочими охранным электродам. Такой эффект,достигается благодаря тому, что всетокоподводя, проходящие в полостяхребер оснований, независимо друг отдруга. оказываются частично экранированными металлическими стенками этихоснований, которые электрически соединены с корпусом датчика экраном ).Размещение токоподводов датчика вторцах электродов дает возможностьобеспечить надежный контакт с ними,исключить погрешность за счет неравномерности электромагнитного поля вмежэлектродном пространстве, создатьусловия для равномерного распределения контролируемого потока черездатчик и улучшить технологичность изготовления датчика.Таким образбм, предлагаемое изобретение позволяет повысить точностьизмерений электрических свойств жидких и газообразных веществ, а такжеулучшить технологичность изготовлениядатчика.Предлагаемый датчик также позволяет расширить диапазон измеренной диэлектрической проницаемости путем изменения начальной емкости, используянабор унифицированных цилиндрическихэлектродов разного диаметра,