Емкостной преобразователь концентрации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 а) С 0 7 НИ САНИ ЗО ИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ омот трачнои-,нс-Р 14.ип). и ди(54) (57) 1. ТЕЛЬ КОНЦЕН пус с прото размещены э конденсатор ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРА РАЦИИ, содержащий ной частью, в кот ементы электричесизолированные о ОВА- коррой ого ,кор о ГОСУДАРСТВЕННЫЙКОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Проспект Всесоюзного наисследовательского института ойко-физических измерений. "Резонные измерители сплошности неполных жидкостей. 1978.2. Новые приборы, Сборник. Р1978, Изд-Во ЦИАМ, с. 24 (прото И,ЯО 1041921 А пуса и выполненные в виде концентрческих цилиндров, соединенных с ищью крестообразных оснований с выводами электрических разъемов, ол и ч афю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности путем уснения влияния дестабилизирующихфакторов в.элементах электрического .конденсатора выполнены внутренние полости, образованные цилиндрческими стаканами, герметично соененными по торцам, в которых размещены электроды корректирующегоемкостного преобразователя, выполненные также в виде концентрических цилиндров, сцентрированных изляторами и соединенных с выводамидополнительного электрическогоразъема, размещЕнного на корпусе.1041921 2корпус с проточной частью, в которой размещены элементы электрического конденсатора, изолированныеот л"-"рпуса и выполненные в виде5 концентрических цилиндров, соеди-ненных с помощью крестообразныхоснований с выводами электрическихразъемов, в элементах электрического конденсатора выполнены внут-РЕнние полости, образованные цили.ндрическими стаканами, герметично .соединенными по торцам, в которыхразмещены электроды корректирующего емкостного преобразователя, вы 5 полненные также в виде концентрических цилиндров, сцентрированныхизоляторами и соединенных с выводами дополнительного электрического.разъема, размещенного на корпусе.Кроме того, цилиндрические ста каны с одного торца снабжены гофрами, а в нижней и верхней частяхтрубками для заполнения исследуемой жидкостью.Преобразователь концентрации 25 снабжен также измерителем давления,расположенным между цилиндрическими стаканами.На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2коРРектирующий конденсатор; нафиг. 3 - график зависимости диэлектрической постоянной синтетического масла (чистаяжидкость) от температуры, на фиг. 4 - зависимостьдиэлектрической постоянной смесимасла с воздухом от процентного содержания воздуха при различныхфиксированных температурах.Емкостный преобразователь концентрации (фиг.1) состоит иэ кор пуса 1 с проточной частью 2, в которой размещены измерительный конденсатор 3, состоящий из отдельныхэлементов электрического конденсатора, собранных из цилиндрических 45 стаканов 4 и 5, размещенных коаксиально один относительно другого искрепленных через один с помощьюкрестовин б и 7, которые соединеныс выводами электрических разъемов8 и 9. Крестовины б электрическисоединены со стаканами 4, а 7 - со;таканами 5. Один или несколько 12, Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что цилинд. рические стаканы с одного торца снабжены гофрами, а в нижней и верхйей частях - трубками для заполнения исследуемой жидкостью. 1Изобретение относится к измери-. тельной технике и может быть использовано для анализа физико-химических свойств веществ, которые можно преобразовать в изменение емкости, например концентрации.Известен резонансный измеритель сплошности неполярных жидкостей, содержащий систему отрезков для линий, равномерно распределенных в мерном объеме. Г 1.Недбстатком известного устройства является узкий диапазон иссле- дуемых жидкостей (с диэлектрической постоянной не более 2,0) и недостаточная точность измерения.Из известных устройств, применя- . емых для измерения концентрации, наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является емкостный преобразователь концентрации, содержащий корпус с проточной частью, в которой размещены элементы электрического конденсатора, изолированные от корпуса и выполненные в виде концентрических цилиндров, соединенных с помощью крестообразных оснований, с выводами электрического разъема 2).Недостатком известного преобразователя является низкая точность измерении из-за влияния дестабилизирующих факторов, например температуры, давления, загрязнения и т.п. Влияние температуры на показания приходится учитывать в процессе обработки экспериментальных материалов. Для этого проводят дополнительные измерения температуры, что удлиняет время эксперимента, требует дополнительных затрат и удорожает экспвримент, Отсутствует возможность учесть влияние других факторов, например загрязнение масла, изменение его состава под воздействием температуры и времени его использования.Цель изобретения - повышение точности измерения путем устранения влияния дестабилизирующих факторов.Укаэанная цель достигается тем, что в известном емкостном преобразователе концентрации, содержащем; 3. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я. тем, что он снабжен измерителем давления, расположенным между цилиндрическими стаканами.35 К (С -С 1)ВОз Н С 1-К 2-к где, Х - объемная часть воздуха,воз40 находящаяся в жидкости,С. - емкость, измеряемая коррекК 15тирующим конденсатором 15;НС - емкость измеряемая коррек 1Ртирующим конденсатором 15, 45 заполненным воздухом;С - емкость, измеряемая иэмерикьтельным конденсатором 3;К и К - масштабные коэффициенты,24зависящие от конструкции 50 емкостного измерителя концентрации.В связи с тем, что площадь измерительного конденсатора может бытьотличной от площади сечения в рабочем участке объекта, то процентноеобъемное содержание воздуха вмасле и рабочем участке следует определять по зависимости РР воз Рст Рп 60 где Х - объемная часть воздуха,рассчитанная по занисимос-, 65 ти (1), ; цилиндрических стаканов 5 выполнеНы с внутренними полостями 10, образованными боковыми поверхностями цилиндрических стаканов 11,. сое" диненными между собой герметично по торцу. Внутри полости 10 разме- щены цилиндрические электроды 12, изолированные и сцентрированные относительно боковых поверхностей цилиндров 11 с помощью изоляторов 13.Электроды 12 и боковые поверхности цилиндров 11, соответственно подключенные к разъемам 14 и 9, об-,. разуют корректирующий конденсатор 15. Сверху корпус 1 снабжен крышкой 16.В верхней части цилиндрические стаканы 11 имеютгофры 17 и трубки 18 и 19 для заправки "чистой" жидкостью полости 10 (фиг.2).Крестовины 6 и 7 крепятся на стяжном винте 20 с помощью втулки 21 и гаек 22 и 2 Э. Крестовины 6 электро; изолированы относительно стяжного винта 20 изоляторами 24. Посредством крестовины 7 измерительный 3 и корректирующий 15 конденсаторы крепятся в корпусе 1 при помощи гайки 25. Крестовины 7 и последняя обкладка, конденсатора 3 электроиэолированы относительно корпуса изоляторами 26.Между цилиндрическими стаканами 4 и 5 устанавливают насадок 27 измерения полного и статического давления.При изменении концентрации воздуха в масле преобразователь работает следующим образом.. Преобразователь концентрации подключают к измерительному прибору. Снимают характеристики корректиру- . ющего 15 и измерительного 3 конденсаторов, заполненных воздухом, затем заполняют полость 10 корректирующего конденсатора 15 и проточную часть датчика 2 исследуемой жидкостью без примесей и воздушных . включений и снимают их характерис- тики по температуре с целью уточнения постоянных коэффициентов, которые зависят лишь от их геометрии.Устанавливают емкостный преобразователь в рабочую магистраль и осуществляют прокачку испытуемой жидкости через проточную часть 2. Испытуемая жидкость, проходя между элементами измерительного конденсатора 3, нагревает или охлаждает жидкость в полости 10 до температуры прокачиваемой жидкости, в результате чего корректирующий конденсатор 15 будет отслеживать изменение,.диэлектрической постоянной фчистойф жидкости, а следова-. тельно, позволит внести корректировку в измерение концентрации или других свойств прокачиваемой жидкости через измерительный конденса-. тор Э. Кривые влияния температуры надиэлектрическую постоянную маслапредставлены на фиг. 3 (кривая 28),а кривые влияния наличия воздухана диэлектрическую постоянную припостоянных температурах 0, 100и 180 С - соответственно графиками29, 30 (фиг.4 ).При измерении концентрации масла, содержание воздуха в котором1 О от 0 до 100, емкость измерительного конденсатора изменяется на 7080 при постоянной температуре, аизменение температуры "чистой"жидкости от 0 до 180 С приводит15 к изменению емкости конденсаторана 30.Следовательно, если при измерениях концентрации воздуха в маслебудет изменяться,не только количество воздуха, но и температура, тоотсутствие учета ее влияния можетпривести к ошибке в измерении до25, что недопустимо,Поэтому В данной конструкцииизмерителя и введен корректирующий конденсатор 15.Сигналы с измерительного конденсатора 3 поступают в измерительныйприбор с разъемов 8 и 9, а с корректирующего 15 - с разъемов 9 и 1430 (фиг. 1), по значениям которых итарировочным кривым с учетом масштабных факторов рассчитываетсяпроцентное содержание воздуха илидругих включений в жидкость:1041921юф г.2 Х - объемная часть воздуха,Ррассчитанная для рабочейполости;Р 2 - статическое давление, из-,от 21меренное насадком 27 уР - статическое давление в рабочей полости.Преимуцеством предлагаемого технического решения является учет автоматического влияния температуры, изменения состава испытуемой жидкости в результате теплового воэдейбствия на нее, загрязнения другими компонентами в процессе измерения. Предлагаемый преобразователь позволяет сократить время обработки результатов эксперимента , выявить изменение физико-химических свойств масел в системе смазки ГТД, повысить точность в измерении наличия воздуха в масле или топливе, а так,же сократить время тарировки измерителя.