Датчик точки росы

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве устройства для определения температуры точки росы, коррозионной активности агрессивных сред, например дымовых газов. Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений. Датчик температуры точки росы и интенсивности массопереноса представляет собой два коаксиально расположенных электрода, образующих канал для прохода дымовых газов. Один из измерительных электродов выполнен в виде сетки в электроизоляционном материале и размещен на поверхности металлической тепловой трубы, служащей для него охранным экраном. Выход проводящей поверхности сетки выполнен заподлицо с общей поверхностью конденсации, размеры которой фиксированы с помощью буртика. Второй электрод, закрытый электроизоляционным материалом, размещен вокруг первого с зазором. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ai,»>SU„, (50 4 G 01 N 25/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4257529/31 25 (22) 05.06.87 (46) 23.09.89. Бюл. Р 35 (71) Николаевский кораблестроительный институт им. адм. С.О. Макарова (72) В.IO, Горячкин, В.А. Иутинский и Н.Л. Мороз (53) 533.275(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 301604, кл. G 01 N 25/66, 1969.

Авторское свидетельство СССР

9 585432, кл. G 01 N 25/66, 1976, (54) ДАТЧИК ТОЧКИ РОСЫ (») Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве устройства для определения температуры точки росы, коррозионной активности агрессивных сред, Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве устройства для определения точки росы, коррозионной активности агрессивных сред, например дымовых газов.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерений точки росы и расширение воэможностей использования датчика, например возможности оценки коррозионной активности дымовых газов и степени загрязненности поверхности.

На фиг. 1 изображена конструкция датчика точки росы, общий вид, на фиг ° 2 — график изменения температуры конденсационной поверхности и емкости

2 например дымовых газов. Целью изобретения является повьппение чувствительности и точности измерений.- Датчик температуры точки росы и интенсивности массопереноса представляет собой два коаксиально расположенных электрода, образующих канал для прохода дымовых газов. Один из измерительных электродов выполнен в виде сетки в электроизоляционном материале и размещен на поверхности металлической тепловой трубы, служащей для него охранным экраном. Выход проводящей поверхности сетки выполнен заподлицо с общей поверхностью конденсации, размеры которой фиксированы с помощью буртика. Второй электрод, закрытый электроизоляционным материалом, размещен вокруг первого с зазором. 4 ил. в процессе измерения; на фиг. 3 динамика изменения емкости при различной температуре стенки; на фиг. 4— сравнение скорости коррозии металлической поверхности образца и величины емкости.

В датчике (фиг. 1) два коаксиально расположенных цилиндрических электрода 1 и 2, размещенных в электроизоляционном термостойком и кислотостойком неадсорбирующем материале, образуют кольцевой канал 3, через который прокачивается строго заданный расход газопаровой смеси. Центральная часть датчика представляет собой кипящую часть тепловой трубы 4, внутренняя ме таллическая поверхность которой электрически заземлена и служит охранным

3 1509705 экраном для электрода l со стороны охладителя. Кипящая часть тепловой трубы, внесенная в поток газопаровой смеси, покрыта тонким слоем (для уменьшения тепловой инерции) электроиэоля.ционного неадсорбирующего материала, в котором эаподлицо с наружной поверхностью размещен электрод 1, выполненный в виде сетки с крупной ячейкой 10 из проволок малого диаметра, что обеспечивает минимальную поверхность электрода 1. В конце кипящей части тепловой трубы, омываемой газами, предусмотрен буртик 5. Сетка электрода 1 заканчивается непосредственно перед буртиком. В зоне буртика в наружной стенке 6 размещены отверстия для отвода дымовых газов. Между буртиком и наружной стенкой 20 предусмотрен зазор, а форма буртика позволяет развернуть поток газов и предотвратить тем самым загрязнение (а следовательно, и контакт) поверхности конденсации с остальной поверх- 25 костью. Второй электрод 2 емкостного датчика имеет постоянную площадь, так как он выполнен в виде цилиндрической металлической поверхности и размещен внутри наружной стенки 6, вы" 30 полненной из электроизоляционного неадсорбирующего материала, чем обеспечивается электрическая изоляция электрода 2. Снаружи стенка закрывается металлическим экраном 7. Для обеспечения температуры наружной стенки постоянной и равной температуре газов, а также для поддержания постоянной температуры потока смеси вдоль омываемой поверх- 40 ности снаружи (эа экраном 7) размещен электроподогреватель 8.

Внутри тепловой трубы размещен электроподогреватель 9, необходимый для подогрева и обеспечения кипения 45 жидкости перед началом работы датчика. Конденсационная часть тепловой трубы имеет холодильник 10, с помощью, которого за счет изменения расхода и температуры охладителя устанавливается различная температура кипения жидкости в тепловой трубе.

Датчик работает следующим образом.

Перед подключением датчика к гаэоходу с помощью электроподогревателя 9 и подвода определенного расхода охладителя к конденсационной части тепловой трубы устанавливается температура кипения, а следовательно, и температура поверхности электрода 1 выше ожидаемой температуры точки росы, С помощью электроподогревателя 8 устанавливается температура наружной стенки равной температуре газов в месте отбора их из газохода. Для обеспечения воспроизводимости результатов измерения, а также учитывая, что процесс массопереноса зависит от скорости движения гаэопаровой смеси, при подключении датчика к гаэоходу устанавливается определенный заранее заданный расход газов. 3а счет уменьшения мощности электроподогревателя 9 и увеличения расхода (или уменьшения температуры) охладителя постепенно уменьшается температура кипения жидкости в тепловой трубе, а значит и температура t электрода 1 (фиг. 2).

При достижении температуры поверхности электрода 1, при которой начинается конденсация пара из парогазовой смеси, резко увеличивается поверхность электрода 1 за счет образования пленки конденсата, что приводит к резкому увеличению емкости датчика С (точка А на фиг. 2). Эту температуру поверхности, непрерывно фиксируемую термопарой, принимают за температуру точки росы t „ . Если после этого стабилизировать температуру кипения, а значит и температуру всей поверхности электрода 1, наблюдается постепенная стабилизация значения емкости. По разности значений начальной емкости датчика С з| и емкости при температуре стенки ниже точки росы С-„ можно су 2 дить об интенсивности массопереноса, а следовательно, корроэионной активности потока дымовЪ|х газов.

Устанавливая различную температуру поверхности t, на которой идет конденсация, получаем через 15-20 мин (при каждой температуре) различные стабилизированные значения емкости, представленные на фиг. 3. Эти кривые получены для потока дымовых газов при сжигании топлива ДС с содержанием серы 0,77. По значениям емкости при каждой температуре можно в течение 22,5 ч получить кривую коррозионной активности потока газов для всей коррозионноопасной зоны температур поверхности (кривая II HB фиг. 4). Дпя получения той же зависимости при пряMhIx измерениях скорости коррозии, как показывает теория и практика коррозионных исследований, продолжитель5 15097 ность испытаний при каждой температуре должна проходить в течение 810 ч.. Следовательно, кривая 12 на фиг. 4 может быть получена в течение

80-100 ч. Таким образом, проиэводи5 тельность труда при исследовании скорости коррозии значительно увеличивается (в 30-40 раз).

Путем сравнения кривых 11 и 12 .д (фиг. 4) можно тарировать показания датчика не по емкости, а по скорости коррозии. Судить о коррозионной активности газов можно по величине значений емкости при так называемом "кис-15 лотком" пике (при 100-110 С). В этом случае время, затрачиваемое на оценку коррозионной активности, значительно сокращается. При длительной прокачке дымовых газов через датчик фиксированная поверхность электрода I заносится слоем отложений при температуре ниже точки росы. Интенсивность роста слоя увлажненных отложений увеличивает значение емкости при постоянной температуре, что дает .воэможность оценить во времени и по величине инОS

6 тенсивность заноса поверхности нагрева.

Формула изобретения

Датчик точки росы, содержащий тепловую трубу с поверхностью конденсации, размещенные с зазором электроды, отличающийся тем, что, с целью повьппения чувствительности и точности измерений, тепловая труба содержит обогреваемый металлический цилиндр с внутренним диэлектрическим покрытием, в котором расположен один из электродов датчика, и полый, покрытый диэлектриком металлический стержень, заполненный теплоносителем, у основания которого расположен отводящий парогазовый поток кольцевой буртик, ограничивающий рабочую часть, являющуюся поверхностью конденсации, на которой расположена утопленная в диэлектрик проволока, полоска которой по верхней образующей является вторым электродом датчика.

1509705

50

2 NCliV

C,а@ д Х а В Ю Г %/л

Фике

Составитель В. Екаев

ТекредЛ 0лийнык Корректор М. Шароши

Редактор В, Данко

Заказ 5798/37 Тираж 789 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101