ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ЖИДКИХ СРЕД

МПК б G 01 R 27/22 ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ЖИДКИХ СРЕД.
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в средствах измерения, предназначенных для определения содержания воды в жидких средах, в частности в нефтепродуктах.
Для определения содержания воды в жидких углеводородах в настоящее время применяется несколько типов измерительных устройств, из которых наиболее широкое распространение получили диэлькометрические влагомеры, основанные на зависимости диэлектрической проницаемости среды от соотношения в ней воды и жидкого продукта. Физическим функциональным элементом в таких детекторах влажности, как правило, является цилиндрический конденсатор, между электродами которого находится измеряемая среда.
Известен промышленный анализатор содержания воды в нефти и нефтепродуктах ПАВН - М ,состоящий из блоков: измерительного, питания, контроля и регистрирующего прибора. Измерительный блок включает блок конденсаторов, диспергатор и электронный блок. Проспект. Промышленный анализатор содержания воды и нефти в нефтепродуктах. Москва, 1989 г 1
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является датчик ( RU Патент № 2034287, кл. G 01 К 27/22, 1995)
фиксации внутреннего электрода в наружном, изготовленные из гидрофобного материала.
К недостаткам указанного прототипа следует - отнести зависимость его показаний от температуры измеряемой среды, что увеличивает погрешность измерений. Для исключения этой зависимости требуются дополнительные калибровочные измерения.
Задачей заявляемой полезной модели является разработка достаточно простого в изготовлении и универсального в применении датчика влажности жидких сред, например, нефтепродуктов, результаты измерений которого не зависят от температурных вариаций среды и имеют достаточно высокую точность и воспроизводимость.
Датчик для измерения влажности жидких сред включает кроме измерительного конденсатора, дополнительный калибровочный конденсатор.
Датчик выполнен в виде внешнего цилиндрического электрода трубчатого сечения, внутри которого коаксиально с ним расположены два одинаковых по своим геометрическим размерам и электрически изолированных от него и друг от друга цилиндрических электрода трубчатого сечения, один из которых образует с внешним электродом измерительный конденсатор, а второй внутренний электрод образует с внешним электродом калибровочный конденсатор. Между внутренними электродами расположена втулка-фиксатор.
Втулка-фиксатор выполнена в виде цилиндрического кольца с внутренним цилиндрическим уступом. С помощью этой втулки внутренние электроды фиксируются коаксиально относительно внешнего электрода так, что наружные торцы пар электродов находятся в одной плоскости.
Во внутренней концевой части внутреннего электрода измерительного конденсатора вьшолнены отверстия, соединякицие кольцевой объем между внешним и внутренним электродами измерительного конденсатора с цилиндрическр1м объемом, образованным внутренними электродами и втулкой-фиксатором. Внешние торцы электродов калибровочного конденсатора закрыты
калибровочного конденсатора заполнен эталонной жидкой средой и герметизирован от внешней среды втулкой-фиксатором и заглушкой.
Технический эффект достигается за счет того, что измерительный и калибровочный . конденсатор имеют одинаковые геометрические размеры, их электроды выполнены из одинакового материала и в процессе измерений находятся в тепловом контакте с измеряемой средой и вследствие этого одинаково реагируют на температурные эффекты среды.
Межэлектродная эталонная среда (7) калибровочного конденсатора герметизирована от внешней среды и вследствие этого его емкость не зависит от свойств измеряемой среды.
В измерительном блоке датчика (ИБД) используется дифференциальный метод измерения емкости измерительного конденсатора, исключающий влияние на показания датчика температурных эффектов, вследствие чего повышается точность и достоверность измерений и достигается высокая степень воспроизводимости результатов.
Композиционно датчик включает внешний электрод, два внутренних электрода, втулку-фиксатор, заглушку, эталонный заполнитель и выводные контакты внешнего и внутренних электродов.
На фиг.1 приведен в разрезе вид заявляемой полезной модели, где:
1.внешний электрод;
2.внутренний электрод измерительного конденсатора;
3.внутренний электрод калибровочного конденсатора;
4.втулка-фиксатор;
5.заглушка;
6.выводные контакты и измерительный блок датчика (Р1БД) ;
7.эталонная жидкая среда калибровочного конденсатора;
8.отверстия измерительного конденсатора.
Конструктивно датчик выполнен в виде внешнего цилиндрического электрода (1) трубчатого сечения, внутри которого коаксиально с ним расположены два одинаковых по своим геометрическим размерам и электрически изолированных от него и
друг от друга цилиндрических электрода (2),(3) трубчатого сечения.
Втулка-фиксатор (4) выполнена в виде цилиндрического кольца с внутренним цилиндрическим уступом, С помощью этой втулки внутренние электроды (2) и (3) фиксируются коаксиально относительно внешнего электрода так, что наружные торцы пар электродов находятся в одной плоскости. Наружный диаметр втулкификсатора обеспечивает ее плотную посадку во внутренней цилиндрической поверхности внешнего электрода (1),
В концевой внутренней части внутреннего электрода (2) выполнены отверстия (8), соединяющие кольцевой объем между электродами (1) и (2) с цилиндрическим внутренним объемом, образованным электродами (2),(3) и втулкой (4).
Внешние торцы наружного электрода (1) и внутреннего электрода (3) закрыты кольцевой цилиндрической заглушкой (5), которая своим цилиндрическим выступом плотно входит в цилиндрический зазор между этими электродами, герметизкгруя его от внешней среды, С противоположной стороны этот объем герметизируется соответствующим цилиндрическим кольцом втулкификсатора (4) , При сборке всей конструкции этот объем заполняется эталонной средой (7), например, не содержащим влагу мазутом.
С помощью изолированных контактов (6) внешний и внутренние электроды датчика соединены с измерительным блоком датчика (МВД) ,
Цилиндрическая кольцевая втулка-фиксатор (4) и заглушка (5) изготовлены из гидрофобного электроизоляционного материала, например фторопласта.
Физически внешний электрод (1) и внутренний электрод (2) образуют электроды цилиндрического измерительного конденсатора. Внешний электрод (1) и внутренний электрод (3) образуют электроды цилиндрического калибровочного конденсатора эталонной емкости, которая определяется диэлектрическими свойствами эталонной среды (7),
Датчик помещают внутрь топливопровода. Поток жидкой среды заполняет внутреннее пространство датчика и находится, таким образом, в тепловом контакте с электродами (1), (2) и (3) измерительного и калибровочного . конденсаторов. Вследствие этого внешние тепловые эффекты одинаково влияют на емкостные характеристики этих конденсаторов.
Емкость калибровочного конденсатора определяется диэлектрическими свойствами эталонной среды (7) и не зависит от свойств измеряемой среды, например, от ее влажности.
Емкость же измерительного конденсатора определяется диэлектрическими свойствами измеряемой среды и зависит, в частности, от ее влажности.
Измеряя емкости калибровочного и измерительного конденсаторов, дифференциальный измеритель исключает взаимное влияние на них температурных эффектов и преобразует после этого измеренную емкость измерительного конденсатора в показатель состава измеряемой среды, например, в уровень ее влажности.
Наличие калибровочного конденсатора в конструкции датчика и дифференциального измерителя в измерительном блоке обеспечивают высокую точность, достоверность и воспроизводимость результатов измерений.