Гидроэлектрический датчик

O Il И С А Н И Е () 899178

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ (6I) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 050580 (21) 2920179/22 02 (5! ) Я. Кл.

В 21 В 37/00

G 01 Р 13/00 с присоединением заявки №Геаударсжнный квинтет (23)Приоритет о делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 23.0182. Бюллетень ¹3

Дата опубликования описания 2301.82 (53) УДКб21. 77. .23.022.56 (038.8) (72) Авторы изобретения

И.И. Онищенко и В.В. Полоник

Запорожский индустриальный институ (7I) Заявитель (54) ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для непрерывного контроля размеров движущихся изделий, проката в процессах непрерывной прокатки.

Известен гидроэлектрический датчик, в котором струя воды, подводимая к поверхности контролируемого обьекта, является одним из плеч моста. Датчик содержит подводящую трубу

10 с насадкой, изоляционные патрубки, трубчатые электроды, источник питания и усилитель (1 ).

Недостатком этого устройства является значительная погрешность изl$ мерений, связанная с тем, что струя датчика подключается в электрическую цепь с помощью цилиндрических полых электродов.

Наиболее близким по технической сущности является устро. ство гидроэлектрического датчика, содержащее миниатюрный электрод, помещенный коаксиально в свободную струю и разделяющим ее на два участка, и обладающее более стабильной характеристикой, так как оно содержит лишь один полый цилиндрический электроднасадку (2).

Таким .образом, несмотря на использование компенсационного метода измерения, при котором сопоставляются омические соротивления эталонного участка и преобразующей части струи, образованные одной и той же проточной жидкостью, известные гидроэлектрические датчики имеют значительную погрешность измерения, вызываемую колебаниями электропроводности жидкости.

Это связано с тем, что струя датчика подключается в электрическую цепь питания с помощью полого цилиндрического электрода, охватывающего струю по образующей ее поверхности.

Вследствие значительного различия электропров 7 димости жидкости и металла {в 10, ..., 10 раз) электро899178 дом эаиыкается полностью только поверхностный слой струи. Участки струи, располагающиеся ближе к ее оси,контактируют с электродом через частицы электропроводной жидкости, что соответствует введению дополнительных омических сопротивлений и поводит к фиктивному увеличению длины внутренних слоев струи по сравнению с наружными с максимальной при- 10 бавкой длины по оси струи. В такой струе устанавливается различный по сечению продольный градиент напряжения: в наружном слое на образующей поверхности он максимален, а на оси — 15 струи минимален.Это приводит к созданию различного уровня шаговых напряжений в различных по сечению цилиндрических элементах струи, появлению поперечного градиента напряжений и, 20 соответственно, поперечной составляющей.электрического тока.

Этот ток течет в радиальных направлениях в электропроводной жидкости и в свою очередь оказывает взаимное влияние на распределение продольного градиента. Взаимодействие поверхностных и внутренних слоев электропроводной жидкости приводит к снижению градиента напряжений на образующей поверхности струи и повышению градиента в центральной (осевой, зоне струи так, что в процессе измерения используется некоторое среднее действующее значение про35 дольного градиента напряжений в струе. Чем больше количество полых цилиндрических электродов охватывает и разделяет струю на участки, тем

40 более "размытым" (флюктуирующим) будет среднее действующее значение градиента напряжений и, следовательно, тем менее стабильным и точным будет преобразование гидроэлектри45 ческого датчика.

Цель изобретения - повышение стабильности и точности преобразования гидроэлектрического датчика.

Эта цель достигается тем, что гидроэлектрический датчик состоит из насадки с электродом, помещенным коаксиально в свободную струю и разделяющим последнюю на два участка, причем электрод снабжен дополнительным контактирующим элементом, 55 размещенным во внутренней полости насадки, электрически замкнутым с насадкой и выступающим над ее торцом, На чертеже приведено устройство предлагаемого гидроэлектрического датчика.

Датчик содержит полый корпус 1, электрод-насадку 2, втулку 3, цилиндрический электрод 4, проводник

5 в водостойкой изоляции, точки

А, В - подвод электропитания, точка С вЂ” сьем информации. Электрод 4 посредством втулки 3 образует электрический контакт с электродомнасадкой 2. Корпус 1 выполнен из диэлектрического материала и используется в качестве опорного изолятора, фиксирующего положение датчика относительно базовой плоскости. Проводник 5 в водостойкой изоляции установлен во внутреннюю полость цилиндрического электрода 4.

Датчик работает следующим образом.

Электропроводная жидкость из магистрали поступает в полость корпуса 1, затем через отверстия в стенке электрода-насадки 2 - к формирующему соплу. Непосредственный электрический

I контакт с электродом осуществляется в двух зонах - в зоне наружной поверхности струи и в осевой (центральной) ее части. Электрод-насадка 2, формирующий свободную струю, подключен к источнику электрического питания и соединен с зоной наружной поверхности струи, а электрод 4 контактирует с центральной зоной, расположенной у продольной оси струи. Электрод,4 коаксиально размещен во внутненней поласти электрода-насадки 2 и выступает над ее торцом на величину

h 0, 15 Дс, где Дс - наружный диаметр свободной струи. Наружный диаметр дополнительного цилиндрического электрода 4 составляет величину d, которая определяется соотношением

d ©0,35 Дс.

Величина выступающей части дополнительного электрода и наружный диаметр его d определены из условия полной компенсации поперечной составляющей градиента напряжений в струе.

Числовые коэффициенты получены иэ условия равенства площадей эквипотенциальных поверхностей в струе, образованных в приэлектродной зоне электродом-насадкой 2 и электродом

4 с учетом их пространственной ориентации и совмещения линии взаимного пересечения этих эквипотенциальных поверхностей по окружности, диаиетр

899178 6 части h над торцом насадки, достигается еще более высокая точность и стабильность измерений.

Формула изобретения

5 которой (Др) равен диаметру цилиндрической поверхности, разделяющей площадь поперечного сечения струи на две равновеликие площади кольца и круга. 5

Проведено экспериментальное опробование гидроэлектрического датчика, у которого диаметр струи

Дс = 6 мм, базовая длина свободной струи 100 мм, наружный диаметр цилиндрического электрода, удерживающего проводник в струе d = 2 мм, выступающая часть над торцом из сопла в струю h = 0,8 мм.

Результаты лабораторных испытаний 5 показывают высокую стабильность и значительное (в 10 раз) повышение точности измерений предлагаемым датчиком в сравнении с известным.

Если в последнем датчике точность 2р составляет не выше li от базовой

Гидроэлектрический датчик, включающий насадку с электродом, помещенным коаксиально в свободнуб струю и разделяющим последнюю на два участка, отличающийся. тем, что, с целью повышения стабильности и точности преобразования гидроэлектрического датчика, электрод снабжен дополнительным контактирующим элементом, размещенным во внутренней полости насадки, электрически замкнутым с насадкой и выступающим над ее торцом.

/ длины струи, то с дополнительным. контактирующим электродом в централь-

: ной осевой части струи (предлагаемом). точность составляет около О,li от базовой длины струи, а при тщательной юстировке величины, выступающей

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

It 395137, кл. В 21 В 37/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

М 622525, кл. В 21 В 37/00, 1977.

899178

Составитель А. Абросимов

Редактор Н. Рогулич Техред И.Рейвес Корректор А.Дзятко

Заказ 12009/!1 Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,Раушская наб., д. 4/5 ф лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4