Диэлькометрический датчик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 14.ill.1966 (№ 1063121/26-25) с присоединением заявки №
Кл. 421, 3/04
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
МП1 G 01п
УДК 543.257.5(088.8) Приоритет
Опубликовано 13Х11.1967. Бюллетень № 15
Дата опубликования описания 7.IX.1967
Авторы 1 вв п. изобретения А. С. Лившицын и Н. А. Фишман /I J I.Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетического каучука им. акад. С. В. Лебедева Б1;;,, ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК проницаемость (2) Известные устройства для измерения диэлектрической проницаемости содержат два коаксиально расположенных электрода, подключенных к измерительной схеме, и для введения поправки на температуру контролируе. ой среды имеется термочувствительный эле.; ент.
Предлагаемое устройство позволяет автоматически вносить температурную поправку.
В емкостном датчике коаксиального типа внутренний электрод выполнен подвижным, состоит из двух цилиндров, соединенных сильфоном, и заполнен корректирующей жидкостью. Под действием температуры протекающей среды внутренний электрод изменяет свою длину и тем самым увеличивает или умечьшает электрическую емкость датчика, что, в свою очередь, автоматически компенсирует показания диэлькометра, вызванные изменениями диэлектрической проницаемости среды с изменением ее температуры.
На чертеже изображен описываемый датчик. Он содержит два коаксиально расположенных цилиндра (электрода) 1 и 2, в кольцевом пространстве которых протекает контролируемая среда.
Внутренний электрод состоит из двух полых цилиндров, соединенных сильфоном 8, и заполнен жидкостью, обладающей таким коэффициентом объемного расширения, при котором температурный коэффициент линейного расширения внутреннего электрода и равен по абсолютной величине температурному коэффициенту диэлектрической проницаемости измеряемой среды р. Нижняя часть внутреннего электрода неподвижно закреплена в изоляторе 4, а верхняя свободно перемещается в изоляторе 5. Через штырь 6 осуществляется контакт с внутренним электродом
10 датчика.
Наличие температурной автокомпенсацпи подтверждается следующим расчетом. Уравнение коаксиального конденсатора имеет вид:
0,24
15 С„ — — -зL, (>)
1g—
d где ф— электрическая емкость конденсатора;
D — внутренний диаметр наружного электрода;
d — наружный диаметр внутреннего электрода;
L — длина электродов;
25 е — диэлектрическая среды.
Зависимость диэлектрической проницаемости измеряемой среды от температуры описывается уравнением:
30 е1 = ео. (1 — Ьм), 199484 где ео — диэлектрическая проницаемость среды при номинальной температуре;
P — температурный коэффициент диэлектрической проницаемости измеряемой среды;
М вЂ” разность температур.
Зависимость дли Ibr центрального электрода от температуры описывается уравнением:
L1 == го(1+ЯЛ/), (з) где L< — длина центрального электрода при номинальной температуре; и — температурный коэффициент линейного расширения центрального электрода.
Решая совместно уравнения 1, 2 и 3, полу. чнм: (=-0 (1 — 5 j) Lo (1 + - )) =
Ig—
0,24 у (1, ggI. i gr) (4) D
1g— Х
Ввиду малости величиной uPhl можно пренебречь, тогда уравнение (4) примет вид:
С, = -oLo (1+ (— ) -1 ((5)
Ig—
Из уравнения (5) видно, что при равенстве абсолютных значений коэффициентов а и Р обеспечивается температурная компенсация показаний диэлькометрического датчика.
5 Из уравнения AL, = L,. р М, где AL — изменение длины сильфона;
L — начальная длина сильфона; — температурный коэффициент объемного расширения жидкости, 10 заполняющей электрод;
Л1 — разность температур.
Таким образом, введение подвижного внутреннего электрода и выбор жидкости для его заполнения с соответствующим температур15 ным коэффициентом позволят производить полную температурную автокомпенсацию диэлектрической проницаемости измеряемой среды.
Предмет изобретения
Диэлькометрический датчик для автоматического измерения концентрации растворов, состоящий из двух коаксиально расположенных электродов, отличающийся тем, что, с
25 целью повышения точности измерения, внутренний электрод выполнен в виде двух полых цилиндров,. заполненных корректирующей жидкостью и соединенных сильфоном, причем один из цилиндров закреплен жестко, а второй установлен подвижно.!
99484
Составитель Е. П, Бабарииа
Редактор Н. Джарагеттн Техред А. А. Каиышннкова Корректоры: И. Л. Кириллова н Н. В. Черетаева
Заказ 2818(14 Тираж 535 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2
