Емкостный преобразователь

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения концентрации дисперсных частиц в смеси, например концентрации угольной пыпи в потоке воздуха при углепылеприготовлении в шаровык мельницах.Известен емкостный преобразователь, содержащий измерительные электроды, представляющие собой желоба, О охватывающие трубчатое диэлектрическое основание. Для измерения концентрации дисперсных частиц в смеси преобразователь размещают в движущемся потоке так, чтобы направление 15 потока совпадало с продольной осью трубчатого основания 11.Однако этот преобразователь дает болене погрешности измерения, если направление потока не совпадает 20 с продольной осью преобразоваТеля.11 аиболее близким к изобретению является емкостный преобразователь, содержащий измерительные электроды, установленные на диэлектрическом 25 основании. Для измерения концентрации дисперсных частиц преобразователь размещают так, чтобы направление проходящего через него потока совпадало с продольной осью преобразователя 21Недостатками известного преобразователя являются резкое уменьшение напряженности электрического поля внутри потока смеси в трубопроводе большого диаметра, например трубо - проводе шаровой мельницы, что делает невозможным его использование как части этого трубопровода, низкая точность измерения концентрации угольной пыли в воздухе при использовании преобразователя в случае, когда он помещен внутри трубопровода большого диаметра (например, трубопровод шаровой мельницы), из-за зависимости величины выходного сигна ла от нестабильного направления потока относительно продольной оси преобразователя.Целью изобретения является повы шение точности измерения концентрации дисперсных частиц в потоке смеси, например угольной пыли в воздухе, возникающей при нестабильности направления потока смеси относительно 55 продольной оси преобразователя, путем создания изотропности электрических свойств преобразователя, т.е,независимости величины емкости преобразователя от угла между направлением вхождения потока в объем преобразователя и его продольной осью.Это позволяет контролировать оптимальную концентрацию смеси и предупреждать образование ее взрывоопасной концентрации.Поставленная цель достигается тем, что в емкостном преобразователе, содержащем измерительные электроды, установленные на диэлектрическом основании, каждый электрод выполнен иэ системы жестко связанных идентичных кубических ячеек и расположен в объеме другого электрода, причем вершины ячеек одного электрода размещены н центре симметрии ячеек другого а вся система ячеек выполнена сферической с заданным радиусом.Предлагаемый преобразователь обеспечивает измерение концентрации дисперсных частиц в смеси с минимальными погрешностями, так как величина выходного сигнала преобразователя не зависит, благодаря стабильной изотропности его электрических свойств, достигнутой за счет выполнения электродов из множества кубических ячеек, вписанных в поверхность шара, от изменения направления потока в его рабочем объеме.На фиг.1 показан предлагаемый преобразователь, продольный разрез, на Аиг.2 - сечение А-А на фиг.1;на фиг. 3 - сечение Б-Б на Аиг.1, на фиг,4 - сечение В-В на фиг.1; на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг.1; на . фиг. 6 - сечение Д-Д на Аиг. 1; на фиг.7- сечение Е-Е на Аиг.1; на Аиг.8 элементарная (кубическая) ячейка преобразователя.Преобразователь составлен из двух электрически не соединенных электродов 1 (не зачернен) н 2 (зачернен), каждый из которык представляет собой совокупность кубических ячеек 3 и 4 соответственно (фиг.8), вписанныхв сАеру 5 заданного радиуса. Электроды 1 и 2 укреплены на диэлектрическом основании б и соединены с выводами 7 и 8 соответственно. Сборка преобразователя может бьггьосуществлена следующим образом, какэто, например, было выполнено дляопытного образца преобразователя сэлектродами из стальной проволокидиаметром, равным 0,25 мм, и совокупностью элементарных кубических ячеек с ребром размером, равным 10 мкм, вписанных в сферу заданного диаметра (55 мм).На основании 6 жестко крепятся 5 шесть штырей 9 электрода 1 и шесть штырей 10 электрода 2 (Фиг.2) . Расстояние между двумя близлежащими штырями одного электрода равно ребру элементарной ячейки (10 мм). Все 10 штыри имеют диаметр О, 25 мм и высоту 75 мм, равную высоте рабочей части преобразователя,На расстоянии 25 мм от основания 6 устанавливается элемент электрода 15 1 - решетка 11 на предварительно положенный шаблон (П-образный) толщиной 25 мм (не показан) так, что штыри 9 электрода 1 проходят через вершины квадратов этой решетки. Решет ка 11 закрепляется на штырях 9 точечной сваркой в шести местах сопряжения с пересечениями проволок решетки.На расстоянии 4,5 мм над решет кой 11 с помощью шаблона (П-образного) толщиной 4,5 мм устанавливается решетка 12 так, что штыри 10 электрода 2 проходят через вершины квадратов этой решетки. Решетка 12 за- З 0 крепляется на штырях 10 точечной сваркой в шести местах сопряжения с пересечениями проволок решетки. В местах пересечений проводников решетки 12, не имеющих штырей, уста навливаются и привариваются точечной сваркой дополнительчые штыри вы" сотой 35-40 мм (из той же проволоки , диаметром 0,25 мм) .40 На расстоянии 4,5 мм над решеткой 12 с помощью шаблона толщиной4,5 мм устанавливается решетка 13так, что штыри 9 электрода 1 проходятчерез вершины квадратов этой решетки.Решетка 13 закрепляется на штырях 9точечной сваркой и в местах сопряжения с пересечениями проволок решетки.Затем таким же образом устанавливаются на соответствующие штыри икрепятся решетки 14 и 15 и далееостальные решетки, При этом решеткиодного электрода по отношению крешеткам другого расположены повернутыми на 90 (решетки 11 и 20, 19и 12 одинаковы) .Преобразователь работает следующим образом,При прохождении через его рабочийобъем исследуемого потока с меняющейся концентрацией дисперсных частиц изменяется емкость преобразователя, так как при этом изменяется диэлектрическая проницаемость смеси.Ввиду того, что преобразователь вы"полнен ввиде совокупности равномерно вписанных в сферическую поверхность одинаковых кубических ячеек,ть изменение его емкости не зависитот направления прохождения потокачерез преобразователь.Преимуществом предложенного преобразователя является отсутствие погрешности измерения концентрациидисперсных частиц от изменения направления потока смеси по отношениюк преобразователю, что особенно существценно при измерении концентрации