Кондуктометричний датчик

1. Кондуктометричний датчик, який має два електрода з зазором між поверхнями електродів, який відрізняється тим, що поверхні кожного з електродів утворені як мінімум трьома стержнями, верхні кінці яких замкнуті накоротко поміж собою, 33182 знижує флуктуації провідності робочого об'єму в зазорі електродів. При величині зазору від п'яти до десяти діаметрів стержнів вміст газу в робочому об'ємі датчика для даної конструкції суттєво не відрізняється від вмісту газу газорідинного потоку. Менший зазор використовується при дрібних газових бульбашках діаметром 0,002 м в газорідинному потоці, а більший - для великих газових бульбашок діаметром 0,005 м. Розташування електродів один у другому сприяє рівномірному розподілу струму в робочому об'ємі датчика із-за стабільної геометричної ємності його робочого об'єму. Заземлення зовнішнього електрода захищає робочий об'єм датчика від впливу можливих зовнішніх електричних полів. Діелектричне покриття верхньої частини поверхні кожного електрода визвано необхідністю віддалення активної зони електродів від елементів з великими розмірами (каркаса, діелектричної штанги), які спотворюють поле робочого об'єму датчика. Величина в півтора зазору між електродами вибрана для лабораторного датчика, а в дві ширини зазору - для натурних вимірів в аеротенках, де застосовується більш масивна штанга. Діелектричне покриття нижньої частини кожного електрода є гідродинамічною ділянкою перед активною частиною електродів, яка формує прикордонну рідинну завісу над поверхнею активної частини електродів та усуває налипання газових бульбашок на активну частину електродів. Діелектричне покриття біля обох кінців стержнів усуває залежність активної зони поверхонь електродів від електричних полів розсіяння на кінцях стержнів електродів. Перелік фігур креслень Фіг. 1 Кондуктометричний датчик. Загальний вигляд. Фіг. 2 Поперечний розріз А-А на фіг. 1. Фіг. З Схема з'єднання стержнів в електродах. (див фіг. 2) робочого об’єму датчика. Величина зазору В між електродами від п'яти до десяти раз перевищує діаметр стержнів 4. При цьому вміст газу в робочому об'ємі датчика для даної конструкції суттєво не відрізняється від вмісту газу газорідинного потоку. Менший зазор використовується при дрібних газових бульбашках діаметром 0,002 м в газорідинному потоці, а більший - для великих газових бульбашок діаметром 0,005 м. Зверху та знизу поверхні електродів мають діелектричне покриття 6, наприклад, фторопластове, на довжині С стержнів 4. Довжина С покриття 6 в півтора-два рази більше ширини зазору В між електродами. Діелектричне покриття 6 верхньої частини поверхні кожного електрода визвано необхідністю віддалення активної зони електродів від елементів з великими розмірами (каркаса, діелектричної штанги), які спотворюють поле робочого об'єму датчика. Величина довжини покриття 6 в півтора зазору між електродами вибрана для лабораторного датчика, а в дві ширини зазору для натурних вимірів в аеротенках. Діелектричне покриття 6 нижньої частини кожного електрода є гідродинамічною ділянкою перед активною зоною 7 електродів, яка формує прикордонну рідинну завісу над поверхнею активної частини електродів та усуває налипання газових бульбашок на активну частину електродів. Діелектричне покриття 6 усуває залежність активної зони 7 поверхонь електродів від електричних полів розсіяння на кінцях стержнів 4 електродів. Залежно від призначення датчика, внутрішній електрод має від трьох до шести стержнів 4, а зовнішній електрод - від трьох до дванадцяти стержнів 4. Активна зона 7 поверхонь електродів датчика розташована на стержнях 4 між діелектричними покриттями 6. Довжина активної зони 7 стержнів 4 на порядок перевищує діаметр газових бульбашок. При цьому налипаючі бульбашки переміщуються вздовж стержнів і займають малу частину площі поверхні електродів, що значно знижує флуктуації провідності робочого об'єму в зазорі електродів. Вищеописана конструкція призначена для вимірювального кондуктометричного датчика. В цьому виконанні конструкція проникна для газорідинного потоку, дозволяє висхідному газорідинному потоку вільно обтікати стержні 4 електродів і вільно перетинати робочий об'єм датчика. Геометрія розташування стержнів електродів мінімально спотворює висхідний газорідинний потік в активній зоні робочого об'єму датчика. Електричні поля розсіяння відмічаються тільки в зонах кінців стержнів 4 електродів, але діелектричне покриття 6 віддаляє на відстань С активну зону 7 поверхонь електродів від кінців електродів. Кондуктометричний датчик працює таким чином. За допомогою штанги 1 датчик занурюють в газорідинний потік. При цьому охоплюють робочим об'ємом датчика дослідну дільницю газорідинного середовища. Подають від вторинного приладу напругу U до електродів датчика і вимірюють Відомості, які підтверджують можливість здійснення винаходу Кондуктометричний датчик (див. фіг. 1-3) має діелектричну штангу 1 з закріпленим до її нижнього кінця поліпропіленовим каркасом 2 з двома коаксіально розташованими один в другому електродами. Таке розташування електродів сприяє рівномірному розподілу струму в робочому об'ємі датчика із-за стабільної геометричної ємності його робочого об'єму. Зовнішній електрод датчика має заземлення 3. Заземлення зовнішнього електрода захищає робочий об'єм датчика від впливу можливих зовнішніх електричних полів. Поверхні кожного із електродів утворені із поверхонь паралельних циліндричних металевих стержнів 4 діаметром від 0,001 до 0,002 м, рівномірно розташованих по умовному колу. Стержні 4 виконані із неіржавіючої сталі. Верхні кінці стержнів 4 в межах електродів перемкнуті накоротко перемичками 5 (див. фіг. 3) і герметично вмонтовані в каркас 2. Стержні 4 електродів виступають знизу каркаса 2 і утворюють між електродами зазор В 2 33182 електричну провідність рідинного або газорідинного середовища в робочому об'ємі датчика вторинним вимірювальним приладом. Конструкція вимірювального датчика дозволяє охоплювати робочим об'ємом датчика великі об'єми газорідинного середовища при невеликих площах активної зони електродів і необхідній чутливості датчика. Фіг. 1 3 33182 Фіг. 2 Фіг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4