Многокоаксиальный емкостной проточ-ный датчик

нф"С., Яжив)е Союз Советски нСоцналнстнческнхРеспублик К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) За я влено 11,04.79 (21) 2750857/18 -2 1)М. Кд. 6 01 й 27/22 1 рнсоелинением заявки Гооударотеенный комнте 23) П риоритет до делам нэобретенн н открытнй Опубликовано 23,01.81 Бюллетень М 3Дата опубликования описания 23,01.81 3) УДК 551.508.7 (088.8)(72) Авторы изобретения В. Кубышкин, М. В. Кулаков и В. Р. Козло Московский ордена Трудового Красного Знам химического машиностроения Заявитель 4) МНОГОКОАКСИАЛЬНЫЙ ЕМКОСТНОЙ ПРОТОЧНЫДАТЧИК Изобретение относи электрофизических па ких и газообразных в тся к области измерении аметров потоков жидеществ и может быть едования и непрерывно.и состава этих сред тиях отраслей химичесевой и других промыш. ения их диэлектрической использовано для иссл го контроля качествана различных предприякой, медицинской, пищ,ленностей путем измер ности Известен емкости к проточного тип исследования суспонзс крышкой, штуцерамого продукта, двалиндрических кондеясравнительный, распочика 11.Однако известныйточной точностью.Наиболее близкимческой сущности явлсодержащий корпус датчик стак предлагаемому техни.яется емкостной датчик,встроеннои в него сис оницаемости или удельнои электропро ой дифференциальный дат. , предназначенный для ий, содержащий корпусвхода и выхода исследует 5 многокоаксиальных цисатора; измерительный и ложенные в корпусе датмой коаксиальных электродов, образующеицилиндрический конденсатор 21,Недостатками такого датчика являются наличие краевых эффектов, неравномерность элек.тромагнитного поля в межэлектродных пространствах, а также сложность центровки коаксиальных цилиндров. Кроме этого, из-за того,что датчик выполнен по двухзажимной схемеподключения к измерительному прибору,при его эксплуатации возникают погрешностиот нестабильности емкости подводящих проводов и наличия вблизи датчика постороннихпредметов.Цель изобретения - увеличение точностиизмерений за счет обеспечения равномерностиэлектромагнитного поля между электродами,уменьшения влияния на результат измерениякраевых эффектов, улучшения центровкиэлектродов и экранирования системы электро.дов вместе с выводами датчика.Цель достигается тем, что цилиндрическийконденсатор выполнен в виде единого пакета,скрепленного с помощью крестообразных оснований, снабженных концентрическими центри3 798576рующими канавками, и состоящего из наборовполых цилиндрических электродов с чередующейся полярностью, причем каждый электрод одной полярности, находящийся в промежуткемежду двумя электродами другой полярности,снабжен установленными в торцовых частяхэлектродов охранными электродами, положениекоторых фиксируется с помощью кольцевыхизоляционных прокладок, расположенных вимеющихся на торцах защищаемого и охран. 1 Оных электродов канавках, а вся система коак.. сиальных электродов вместе с выводами изолирована от корпуса датчика, служащего экраном.Благодаря тому, что весь пакет электродов 1%зажат между двумя крестообразными основа.ниями, имеющими концентрические центрирующие канавки, совпадающие с размерами диа.метров торцовых частей коаксиальных электродов, появляется возможность точной центров. эпки их, а сама конструкция такого крепленияэлектродов позволяет установить охранныеэлектроды, не нарушая распределения потокаисследуемого продукта в межзлектродныхпространствах датчика, что невозможно сделатьв описанных конструкциях многокоаксиальныхцилиндрических конденсаторов. Наличие канавокв торцах охранных и зацишаемых электродовсовместно с кольцевыми изоляционными прокладками позволяют осуществить надежное 30крепление этих электродов, сохраняя при этомих центровку. Так как система коаксиальныхэлектродов и все выводы датчика помещеныГв экран, исключается влияние иа результатизмерения действия внешних факторов, таких35как магнитные и электрические ноля, наличиепосторонних предметов вблизи датчика, а вслучае применения специальных измерительныхсхем создаются условия, при которых могутбыть осуществлены измерения электрофизических параметров исследуемого вещества снаибольшей точностью,Таким образом, наличие всех конструктивных особенностей предлагаемого изобретенияв совокупности обеспечивает повышение точности измерений электрофизических параметров веществ.На фиг. 1 изображен многокоаксиальныйемкостной проточный датчик в разрезе; нафиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; нафиг. 3 -сечение Б -Б на фиг, 1.ИДатчик имеет корпус 1, выполненный изотрезка трубы, снабженной присоединительными фланцами. Внутри корпуса на изоляторах2 и 3 с помощью стопорной гайки 4 укреплена система коаксиальных электродов,образующая цилиндрический конденсатор исостоящая из наооров полых цилиндрическихэлектродов 5 одной полярности (защищаемые 4электроды), электродов 6 другой полярностии охранных электродов 7, усгаповленных вторцах каждого защищаемого электрода. Вза.имное расположение охранных и защищаемыхэлектродов одной полярности, а также ихрасположение в общей системе электродовфиксируется с помощью имеющихся в торцовых частях этих электродов канавок 8 ивложенных в них кольцевых изоляционныхпрокладок 9, которые изготовлены напримериз тефлона или керамики. Все электроды дат.чика объединены в пакет, скрепленный двумякрестообразными основаниями 10 и 11 спомощью резьбовых соединений. Основанияснабжены концентрическими центрирующимиканавками 12, предназначенными для строгойцентровки электродов. Электрический вывод13 от набора электродов одной полярностипроходит через герметизирующий изолятор 14и экранирован тонкой металлической трубкой15 Вывод 16 от набора электродов другойполярности выполнен в виде трубки, и экра.ном для него, также как и для всей систе.мы электродов, служит корпус. Вывод 17 отохранных электродов пропущен через герметичные изоляторы 18. Конструкция датчикаявляется четырехзажимной, при этом первыйи второй зажим образованы выводами отэлектродов разной полярности, третьим зажимом является вывод от охранных электродов,а четвертым корпус,Датчик работает следующим образом.Датчик может быть установлен непосред.ственно на технологическом трубопроводе,Анализируемый газ или жидкость, проходячерез межзлектродные промежутки многокоаксиального датчика, изменяет его электрические параметры (емкость. сопротивление,активную и реактивную составляющие комплексной проводимости или сопротивленияи т,п.), функционально связанные с измене.нием свойств или качества исследуемого про.дукта. Изменение электрических параметровдатчика осуществляется с помощью измери.тельных приборов, способных работать с ем.костными объектами, выполненными по четырехзажимной схеме подключения. Наиболеепредпочтительным в этом случае являетсяприменение мостовых схем переменного токас тесной индуктивной связью, которые обес.печивают в момент равновесия равенствопотенциалов охранного 7 и защищаемого 5электродов, а результат измерения при этомне зависит от паразитных емкостей, образованных полями рассеяния между электродами 5, 6 обеих полярностей и корпусом 1798576 наилучшему использованию всех достоинствпредлагаемого датчика прн проведении измерений электрофизических характеристик веществ повышенной точности,Применение предлагаемого датчика позволяетповысить точность измерении за счет исключе.ния влияния на результат измерения краевыхполей на концах электродов, улучшения рав.номерности электрического поля в межэлектродных пространствах, которая обусловлена щточностью центровки электродов, и за счетэкранирования системы коаксиальных электрОдов вместе с выводами датчика, позволяющего производить измерения без учета паразитныхемкостей подводящих проводов и емкостей,образованных рабочими электродами с корпусом датчика. Следовательно, при измеренииабсолютных значений диэлектрической прони.цаемости или удельной электропроводностис применением предлагаемого датчика естьвозможность не проводить эксперименты поопределению геометрической постоянной датчика, а расчитывать ее по известным выражени.ям, что значительно ускоряет процесс изме.рения этих величин. Формула изобретения 4сиальных электродов, образующую цилиндрический конденсатор, о т л и ч а ю щ н йс я тем, что, с целью повышения точностиизмерений за счет обеспечения равномерностиэлектромагнитного поля между электродами,цилиндрический конденсатор выполнен в видеединого пакета, скрепленного с помощьюдвух крестообразных оснований, снабженныхконцентрическими центрирующими канавками,и состоящего из наборов полых цилиндричес.ких электродов с чередующейся полярностью,причем каждый электрод одной полярности,находящийся в промежутке между двумяэлектродами другой полярности, снабженустановленными в торцовых частях электро.дов охранными электродами, зафиксирован.ньпли с помощью кольцевых изоляционныхпрокладок, расположенных в канавках наторцах электродов, а вся система коаксиаль.ных электродов, вместе с выводами изолирована от коопуса датчика, служащего экра.ном,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Иф 2599583, кл. 321-61,1952.Многокоаксиальный емкостной проточный датчик, содержащий корпус и систему коак 2, Авторское свидетельство СССР Иф 565241,30 кл. 6 01 И 27/22, 1977 (прототип).