УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ

Полезная модель относится к электроизмерительной технике, а именно для измерения расхода диэлектрических жидкостей и может быть использовано в нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известно устройство для измерения расхода жидкости, состоящее из ячейки прямоугольной формы, две противоположные стенки которой образованы рабочими электродами, измерительного электрода, а также источника высокого напряжения и измерителя тока. Стенки проточной ячейки расположены под углом друг к другу таким образом, что образуют канал, сужающийся в сторону измерительного электрода, выполненного в виде сетки, размещенной перпендикулярно к оси канала [1].
Недостатком устройства является узкий динамический диапазон измерения расхода жидкости и низкая чувствительность.
Известно устройство для измерения расхода диэлектрических жидкостей, содержащее датчик расхода, выполненный в виде корпуса из диэлектрического материала, в котором имеется проточная камера с проходным сечением прямоугольной формы с установленной на ее противоположных стенках парой электродов, источник напряжения и измерительный прибор [2].
Недостатком устройства является низкая чувствительность и узкий динамический диапазон измерения.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство для измерения расхода диэлектрических жидкостей, содержащее датчик расхода, выполненный в виде корпуса из диэлектрического материала, в котором имеется проточная и не проточная камера с проходным сечением прямоугольной формы и парами электродов, установленных идентично на противоположных стенках проточной и непроточной камер, а устройство снабжено генератором разнополярных импульсов, четырьмя диодами, тремя усилителями и блоком преобразования и выдачи информации, при этом одни электроды каждой пары подключены к общей шине, а другие электрически соединены через один в две группы в каждой камере, выводы групп противолежащих электродов в проточной и непроточной камерах подключены к дифференциальным входам первого и второго усилителей и через диоды, включенные в прямом направлении, к разнополярным выходам генератора импульсов, выходы первого и второго усилителей подключены к дифференциальным входам третьего усилителя, выход которого соединен с входом блока преобразования и выдачи информации. [3]
Недостатком данного устройства является снижение точности измерения расхода из-за разницы физико-химических свойств диэлектрической жидкости протекающей в проточной камере и находящейся в непроточной камере.
Предполагаемая полезная модель решает задачу повышения точности измерения расхода и независимости точности измерения от физико-химических свойств диэлектрической жидкости расход которой измеряется.
Это достигается тем, что датчик расхода снабжен резистором и устройством управления, при этом выводы одной группы электродов подключены через резистор к общей шине и к входу устройства управления, выход которого соединен к входу второй группы электродов, а выход устройства управления подключен к контакту для подключения измерительного устройства. Устройство управления включает в себя повторитель напряжения, компаратор, два резистора, переключатель полярности напряжения, первый и второй контакты для подключения к источникам разнополярного напряжения и контакт для подключения измерительного устройства, при этом вход устройства управления соединен к входу повторителя напряжения, а его выход подключен к дифференциальному входу компаратора, а второй его вход через резистор соединен с общей шиной устройства, выход компаратора соединен через резистор ко второму его входу и к управляющему входу переключателя полярности напряжения и контакту для подключения измерительного устройства, входы переключателя полярности напряжения подключены к первому и второму контактам источникам разнополярного напряжения, а выход соединен с выходом устройства управления.
На фиг.1 представлено схематическое изображение устройства для измерения расхода диэлектрических жидкостей.
На фиг.2 пример реализации устройства управления.
На фиг.3 приведены эпюры работы устройства для измерения расхода диэлектрических жидкостей.
Датчик расхода диэлектрической жидкости фиг.1 состоит из диэлектрического корпуса 1, внутри которого имеются проточная камера 2. На стенках корпуса размещены электроды 3, 4. Они расположены друг над другом, и каждая пара электродов 3, 4 образует конденсаторы, расстояние между обкладками которых заполнено диэлектрической жидкостью, расход которой определяется. Электроды 3, 4 соединены параллельно между собой в две группы, причем соединение осуществлено так, что соседние электроды входят в состав разных групп. В результате такого соединения получаются два распределенных конденсатора С1 и С2, показанные на фиг.1. Выход групп электродов С2, находящихся в проточной камере соединены с входом 7 устройства управления 6 и через резистор 5 с общей шиной устройства, выход 9 устройства управления 6 соединен с входом групп электродов С1, а выход 8 соединен с контактом 10 для подключения измерительного устройства.
Устройство управления фиг.2 состоит из повторителя напряжения 11, компаратора 13, резисторов (14 и 15), переключателя полярности напряжения 18, первый и второй контактов (16 и 17) для подключения к источникам разнополярного напряжения, при этом вход 7 устройства управления 6 соединен к входу повторителя напряжения 11, а его выход подключен к дифференциальному входу компаратора 13, а второй его вход через резистор 14 соединен с общей шиной устройства, выход компаратора соединен через резистор 15 ко второму его входу и к управляющему входу 19 переключателя полярности напряжения 18 и выхода 8 устройства управления 6, входы 20 и 21 переключателя полярности напряжения подключены к первому и второму контактам 16 и 17 для подключения к источникам разнополярного напряжения, а выход 22 соединен с выходом 9 устройства управления 6.
На фиг.3 приведены эпюры подаваемого на обкладки конденсаторов С1 напряжения 23 и выходного напряжения 24 конденсаторов С2.
Устройство для измерения расхода диэлектрических жидкостей работает следующим образом.
Диэлектрическая жидкость, расход которой измеряется, подается в проточную камеру 2. При этом на выходе устройства управления присутствует напряжение положительной или, например, отрицательной полярности (см. 23 фиг.3) определяемой логическим выходным напряжением компаратора 13 с напряжением гистерезиса, определяемым резисторами 14, 15. Диэлектрическая жидкость, находящаяся между электродами, образующими первую группу конденсаторов С1, поляризуется и конденсаторы С1 заряжаются.
Если имеется какой-либо расход диэлектрической жидкости, то в проточной камере она будет протекать со скоростью v, значение которой пропорционально величине расхода. Часть зарядов поляризованной диэлектрической жидкости будет унесена из пространства под электродами С1. А напряжение на конденсаторах С2 будет, например, уменьшаться, (см. 24 фиг.3) вследствие протекания поляризованной диэлектрической жидкости между электродами конденсаторов С2. Выход конденсаторов С2 подключен к входу 7 устройства управления 6. При появлении напряжения на конденсаторе С2, устройство управления 6 меняет полярность напряжения, подаваемое на конденсатор С1, на противоположное. В результате диэлектрическая жидкость протекающая между электродами конденсатора С1 поляризуется напряжением обратной полярности, а полярность напряжения на конденсаторах С2 изменится, после чего процесс повторяется. Резистор 5 предназначен для обеспечения среднего значение постоянной составляющей на конденсаторах С2 равного нулю. На выходе 8 устройства управления 6, соединенным с контактом 10 для подключения измерительного устройства формируется логическое напряжение с частотой пропорциональной расходу жидкости.
Устройство управления (фиг.2) работает следующим образом.
С выхода конденсатора С2 подается напряжение на вход повторителя напряжения 10, с малыми токами утечек, выход которого соединен с дифференциальным входом компаратора с петлей гистерезиса 12. Логическое выходное напряжение с компаратора с петлей гистерезиса 12 подается на управляющий вход 19 переключателя полярности напряжения 18 и на выход 8 устройства управления 6. В зависимости от логического напряжения на управляющем входе 19, переключатель полярности напряжения 18 переключает контакты 20 или 21 с выходным контактом 22 и на выход 9 устройства управления 6 подается напряжение положительной или отрицательной полярности с контактов 16 или 17 для подключения к источникам разнополярного напряжения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент SU №1789863, G01F 1/56, 1993.
2. Патент SU №1553831, G01F 1/56, 1990.
3. Патент RU №2101680, G01F 1/56, 1998.