Устройство для измерения давления веществ в трубопроводе

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (191 (И) (511 4 С О 1 1 9 1 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° Ю

Мю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3006764/18-10 (22) 20.11.80 (46) 30.08.87. Бюл. Н 32 (72) А.Л.Грохольский, Д.Г.Конев, С Д.Тарасенко, М.М.Горбов и В.И.Горшенев (53) 531.787(088.8) (56) Агейкин Д.И., Костина Е.Н., Кузнецова Н,Н. Датчики контроля и ре гулирования. М.: Машиностроение, 1965, с.615 °

Там же, с.665. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДАВЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ В ТРУБОПРОВОДЕ, содержащее рабочий и компенсационный электрические преобразователи деформации трубы, о т л и ч а ю щ е е .— с я тем, что, с целью повышения точности, в нем рабочий преобразователг, т выполнен в виде конденсатора, образованного кольцеобразными, охватывающими с зазором трубопровод и разнесенными в осевом направлении двумя рабочими электродами и общим экраном в виде полого цилиндра, причем рабочие электроды расположены на изоляторах внутри этого экрана, а компенсационный преобразователь выполнен в виде второго конденсатора, образованного одним из указанных рабочих электродов, установленным напротив него на изоляторах внутри общего эк" рана компенсационным кольцеобразным электродом, общим экраном и дополнительным экраном, коаксиапьно с зазором расположенным между компенсационным электродом и трубопроводом.

40 С=С 1+-2Ь

QLln2

С = о

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления веществ в трубопроводе.

Известный емкостный преобразователь давления веществ, состоящий из мембраны, воспринимающей давление, являющейся подвижным электродом емкостного преобразователя, выполненным заодно с экраном, и неподвижного электрода, образующего с мембраной электрическую емкость. Изменение давления вещества на мембрану приводит к ее перемещению и, следовательно, к изменению емкости между неподвижным электродом и мембраной, по которому судят. о давлении вещества.

Недостатком этого преобразователя является низкая точность из-за влия- 2р ния температуры и действия окружающих преобразователь агрессивных сред, которые при длительной эксплуатации вызывают коррозию поверхности электродов, изменяют расстояние между не- 25 подвижным электродом и мембраной и вызывают отклонение емкости преобразователя, что приводит к погрешности преобразования.

Наиболее близким к предлагаемому 3д по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения давления веществ в трубопроводе, содержащее рабочий и компенсационный электрические преобразователи деформации трубы, выполненные в виде тензодатчиков, наклеенных соответственно по окружности и образующей трубопровода и соединенных по мостовой схеме.

Это устройство имеет небольшую стабильность параметров по времени, а также большую погрешность при высоких температурах.

Целью изобретения является повышение точности измерения давления.

Поставленная цель достигается тем, что рабочий преобразователь выполнен в виде конденсатора, образованного кольцеобразными, охватывающими .с зазором трубопровод и разнесенными в осевом направлении двумя рабочими электродами и общим экраном в виде полого цилиндра, причем рабочие электроды расположены на изоляторах внут- 55 ри этого экрана, а компенсационный преобразователь выполнен в виде второго конденсатора, образованного одним из укаэанных рабочих электродов, установленным напротив него на изоляторах внутри общего экрана компенсационным кольцеобразным электродом, общим экраном и дополнительным экраном, коаксиально с зазором располо- .. женным между компенсационным электродом и трубопроводом.

На чертеже дано устройство, общий вид.

Устройство содержит экран 1, .высокопотенциальный 2 и низкопотенциальный 3 электроды, образующие с трубой

4 в в поперечном сечении рабочий конденсатор, изоляторы 5, высокопотенциальный электрод 6 компенсационного конденсатора с дополнительным экраном

7. Измерительный и компенсационный конденсаторы включены в смежные плечи трансформаторного моста.

Преобразователь работает следующим образом.

Изменение давления вещества в трубопроводе приводит к изменению внешнего радиуса трубопровода, которое приводит к изменению емкости рабочего конденсатора, фиксируемому измерительной схемой.

Если на поверхность трубы поместить диэлектрическую пленку, то емкость С преобразователя

2Ь с,-1 2Ь г E,— 1 г

С С 1--- ° - -- — (— -) (— - --) х

Н j, H F х (1 — 1.n2)+.... (1) если же диэлектрическую пленку поместить на потенциальный электрод, то

E,- l 2Ь z E-1 г — .— -+ (— ) (---)+..., (2)

Н где Ь вЂ” толщина пленки; — диэлектрическая проницаемость пленки; начальная емкость перекрестного конденсатора; расстояние между потенциальными или экранными электродами перекрестного конденсатора; среднегармоническая длина конденсатора.

При коррозии на поверхностях эк— раиных и потенциальных элеКтродов преобразователя возникают диэлектрические пленки, которыми в первом случае вызывают уменьшение емкости, а

Составитель А.Соколовский

Редактор M.Циткина Техред М.Ходанич Корректор А.Обручар

Заказ 3957/41 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

13340 во втором — увеличение. Суммарное изменение емкости преобразователя при этом имеет четвертый порядок малости

2 ) 4 (-(--) ), которым можно пренебречь. 5

Н

Поскольку начальная емкость С, преобразователя пропорциональна ди"электрической проницаемости Я окружающей среды и длина электродов L, для исключения погрешностей, связанных с изменением этих факторов, вводится компенсационный конденсатор с потенциальными электродами 3, 6 и экранами 1 и 7. При включении измерительного и компенсационного преобразователей в смежные плечи трансформаторного моста изменение диэлектрической проницаемости и температуры окружающей среды не влияет на точность изменения при равенстве длины

L обоих конденсаторов.

Для исключения погрешности преобразователя, связанной с изменением температуры вещества в трубопроводе, трубу, экран и электроды устройства следует изготавливать из одного материала.

С целью уменьшения погрешностей, связанных с физико-механическими свойствами трубы, градуировку преобразователя следует производить в собранном виде.

Технико-экономическая эффективность изображения заключается в том, что устройство позволяет повысить точность преобразования давления за счет уменьшения влияния коррозии при длительной эксплуатации, а также за счет исключения влияния температуры и диэлектрической проницаемости окружающей среды.