Кондуктометрический анализатор
Полезная модель относится к измерительной технике, а точнее к устройствам для определения содержания примесей в жидких и в парообразных (газообразных) средах. Цель полезной модели - повышение точности измерений и снижение кавитационно - эрозионного износа оборудования тепловых и атомных электростанций. Сущность полезной модели состоит в том, что кондуктометрический анализатор, содержащий два измерительных электрода, один из которых выполнен в виде полого элемента с термостатируемой стенкой и расположенным внутри него патрубком для подачи хладагента на термостатируемую стенку и соединен с патрубком подвода хладагента, расположенным коаксиально в патрубке отвода хладагента из полого элемента. Второй электрод установлен с зазором по отношению к внешней поверхности термостатируемой стенки полого элемента расположен на оси патрубка подачи хладагента на термостатируемую стенку и снабжен капиллярно-пористым диэлектриком (фторопластовым или инертным углеродистым волокном), который заполняет полностью зазор между термостатируемой стенкой охлаждаемого электрода и вторым измерительным электродом, выполненным в виде сетки или перфорированной пластины.
Полезная модель относится измерительной технике, а точнее к устройствам для определения содержания примесей в газообразных (парообразных) и жидких средах.
Известны кондуктометрические датчики, содержащие параллельные, пластинчатые или цилиндрические коаксиальные электроды, все пространство между которыми заполняется исследуемой средой (см. а.с. 199987, и Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергия, 1978. С.628-636).
Наиболее близким техническим решением полезной модели является кондуктометрический датчик, содержащий два измерительных электрода, один из которых выполнен в виде полого элемента с термостатируемой стенкой и расположенным внутри него патрубком для подачи хладагента на термостатируемую стенку, соединенный с патрубком подвода хладагента, расположенным коаксиально в патрубке отвода хладагента из полого элемента, а второй электрод установлен с зазором по отношению к внешней поверхности термостатируемой стенки полого элемента и расположен на оси патрубка подачи хладагента на термостатируемую стенку (См. а.с. SU 1068794 А от 23.01.84, Бюл. 
3)
Недостатком указанного устройства является низкая точность, а иногда и практическая невозможность определения солесодержания именно первых капель конденсата пара (газа). Актуальность таких измерений связана с концентрированием коррозионно-активных примесей в первичных каплях и пленках конденсата пара при переходе его из перегретого или насыщенного во влажное состояние, например, в цилиндрах турбины. При этом концентрация примесей в первичном конденсате бывает на порядок и более выше, чем в исходном паре (см., например. Теплоэнергетика 2006, 3, С.17-23). При размещении кондуктометрического датчика с термостатируемой стенкой в зоне фазового перехода, конденсирующиеся первые капли имеют на столько большое солесодержание, по сравнению с исходным паром, что замыкая межэлектродное пространство датчика создают в нем очень малое сопротивление, находящееся порой за пределами шкалы измерительного прибора. Кроме того, малое время пребывания концентрированной капли в межэлектродном пространстве не позволяет оперативно сбалансировать измерительный мост, так как следующие порции конденсата пара, уже с меньшим содержанием примесей, смывают первичные концентрированные капли.
Задача полезной модели - повысить оперативность и точность измерения солесодержания в первых каплях конденсата пара (газа).
Сущность полезной модели состоит в том, что кондуктометрический анализатор, содержащий систему охлаждения и измерительные электроды, образующие измерительную ячейку, один из которых выполнен в виде полого элемента с термостатируемой стенкой и расположенным внутри него патрубком для подачи хладагента на термостатируемую стенку, соединенный с патрубком подвода хладагента, расположенным коаксиально в патрубке отвода хладагента из полого элемента, а второй электрод выполнен в виде сетки или перфорированной пластины и установлен с зазором по отношению к внешней поверхности термостатируемой стенки полого электрода и расположен на оси патрубка подачи хладагента, на термостатируемую стенку и при этом снабжен капиллярно-пористым диэлектриком (на пример фильтром Шотта из кварцевого стекла, фторопластовыми или инертными углеродистыми волокнами и др) который заполняет полностью зазор между термостатируемой стенкой охлаждаемого электрода и вторым измерительным электродом.
Технический результат: заполнение межэлектродного зазора капиллярно-пористым диэлектриком, дает возможность повысить оперативность измерений, сконцентрировать в порах - капиллярах межэлектродного пространства первичный конденсат пара или газа с истинным содержанием в нем примесей на необходимое и достаточное время для выполнения воспроизводимых замеров, что позволяет повысить точность измерений концентрации примесей в первичном конденсате и фиксировать процесс ее (концентрации) изменения во времени.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где кондуктометрический анализатор изображен в разрезе.
Кондуктометрический анализатор содержит два измерительных электрода. Один из них выполнен в виде сетки или перфорированной пластины 1, а второй в виде полого элемента 2, снабженного патрубком 3 для подвода и подачи хладагента к термостатируемой стенке электрода 2, расположенным коаксиально в патрубке 4 для отвода хладагента. Выходное отверстие патрубка 3, предназначенного для подачи хладагента, расположено у внутренней поверхности термостатируемой стенки полого измерительного электрода 2 в месте установки измерительного электрода 1. Измерительные электроды 1 и 2 разделены изолятором 5, который вынесен за пределы измерительной зоны межэлектродного пространства. Однако в зазоре между термостатируемой стенкой электрода 2 и измерительным электродом 1, обраующих измерительную ячейку, размещен капиллярно - пористый инертный диэлектрик 6.
Анализатор работает следующим образом.
Перед началом замеров через патрубок 3 на внутреннюю термостатируемую стенку электрода 2 подают охладитель. Исследуемая среда - пар (газ) локально конденсируется на измерительном электроде 2 в месте подвода хладагента и первые же капли конденсата заполняют поры - капилляры диэлектрика 6, замыкая межэлектродное пространство. В дальнейшем измерения производятся по общеизвестной схеме, содержащей температурную компенсацию. Измерительный мост балансируется при установившемся сопротивлении первых капель, заполнивших поры - капилляры. При этом система жидкость - капиллярный поглотитель представляет собой новое рабочее тело, у которого в отличие от пара или газа основной энергией является не тепловая а, а поверхностная энергия. В этом случае, в зависимости от диаметра капилляров и лиофобности капиллярно - пористого диэлектрика, того отрезка времени, в течении которого показания измерительного прибора остаются стабильными, вполне достаточно для получения воспроизводимых результатов. С течением времени происходит вымывание концентрированного конденсата из капиллярно -пористого диэлектрика последующими порциями конденсата пара (газа) с меньшим содержанием примесей в них.
Ускорение процесса вымывания производится двумя способами. По первому способу - увеличиваем расход хладагента через патрубок 3, что приводит к интенсификации процесса конденсации пара (газа) и, следовательно, к увеличению расхода конденсата через поры - капилляры диэлектрика 6.
По второму способу - прекращаем подачу хладагента через патрубок 3к термостатируемому электроду 2. В этом случае конденсат в порах - капиллярах диэлектрика 6 нагревается до температуры пара (газа) и испаряется. Чередование первого и второго способов приводит к быстрой смене конденсата в порах - капиллярах межэлектродного диэлектрика 6.
Размещение капиллярно - пористого инертного диэлектрика непосредственно в зазоре между термостатируемой стенкой охлаждаемого измерительного электрода и вторым измерительным электродом - сеткой (перфорированной пластиной) позволяет сконцентрировать в порах - капиллярах межэлектродного пространства первичный конденсат пара или газа с истинным содержанием в нем примесей на необходимое и достаточное время для выполнения воспроизводимых замеров, что позволяет повысить точность измерений концентрации примесей в первичном конденсате и фиксировать процесс ее (концентрации) изменения во времени.
Кондуктометрический анализатор, содержащий систему охлаждения и измерительные электроды, образующие измерительную ячейку, один из которых выполнен в виде полого элемента с термостатируемой стенкой и расположенным внутри него патрубком для подачи хладагента на термостатируемую стенку, соединенный с патрубком подвода хладагента, расположенным коаксиально в патрубке отвода хладагента из полого элемента, а второй элемент в виде сетки или перфорированной пластины установлен с зазором по отношению к внешней поверхности термостатируемой стенки полого элемента и расположен на оси патрубка подачи хладагента на термостатируемую стенку полого электрода, отличающийся тем, что межэлектродный зазор измерительной ячейки - пространство заполнено капиллярно-пористым инертным диэлектриком, например кварцевым стеклом фильтров Шотта, фторопластовыми инертными углеродистыми волокнами и т.д., который заполняет полностью зазор между термостатируемой стенкой охлаждаемого электрода и вторым измерительным электродом.
