Przyrząd do wykrywania wody w cieczach o wysokiej rezystywności. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Przyrząd do wykrywania wody w cieczach o dużej rezystywności. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

Komentarze do artykułu

Kwarcowe przetworniki rozpraszające opisane w artykule V. Savchenko i L. Gribovej „Rezonator kwarcowy przetwarza wielkości nieelektryczne na elektryczne” w „Radio”, 2004, nr 2, na s. 34-36, znalazły zastosowanie w urządzeniach do monitorowania wilgotności gazów i ciał stałych, w urządzeniach do badań naukowych nowych materiałów itp. Nie mniej ważny jest problem wykrywania wody w cieczach, w szczególności w paliwie silnikowym. Jeden z praktycznych sposobów rozwiązania tego problemu został opisany w poniższym artykule.

O jakości paliwa płynnego decyduje wiele czynników, wśród których nie bez znaczenia jest jego uwodnienie. Woda w paliwie może być w różnych stanach skupienia – rozpuszczona, wolna i emulsyjna. Przy różnych temperaturach paliwa rozpuszcza się w nim od 0,002 do 0,007% wody, czego nie można wizualnie kontrolować. Wraz ze spadkiem temperatury rozpuszczalność wody w paliwie maleje i woda osadza się w postaci kropel na dnie zbiornika.

Wolna woda w paliwie kilkakrotnie zwiększa korozję metali mających kontakt z paliwem, a zimą zamarzając w przewodzie paliwowym może spowodować zatrzymanie silnika. Dlatego zawartość wody w paliwie jest wskazana, aw niektórych przypadkach po prostu konieczna do kontrolowania.

Aby zwiększyć skuteczność wizualnej kontroli obecności wolnej wody, do próbki paliwa dodaje się np. nadmanganian potasu, który rozpuszczając się w wodzie maluje je na charakterystyczny, dobrze widoczny dla oka kolor. Oczywiście taki sposób sterowania jest bardzo niewygodny, dlatego bardzo ważne jest wskazanie obecności wolnej wody za pomocą automatycznego urządzenia przenośnego.

Złożoność sterowania polega na tym, że paliwo, będąc wysokiej jakości dielektrykiem, ma bardzo wysoką oporność właściwą na prąd elektryczny. Kropla wody w paliwie, nawet umieszczona między dwiema elektrodami, nie może być kontrolowana za pomocą zwykłego megaomomierza prądu stałego, ponieważ warstwa paliwa otaczająca kroplę nie pozwala na bliski kontakt z elektrodami, przez co rezystancja elektryczna w obwód nie może znacznie się zmniejszyć.

Do wskazania wolnej wody w paliwie proponujemy zastosować rozpraszający kwarcowy konwerter energii elektrycznej, który jest bardzo wrażliwy na zmiany dużych wartości rezystancji elektrycznej. Urządzenie zawiera obwód elektryczny próżniowego rezonatora kwarcowego oraz czujnik pojemnościowy połączony szeregowo lub równolegle. Obwód ten nazywany jest kwarcowym rozpraszającym przetwornikiem energii elektrycznej, gdyż jego równoważny opór elektryczny, będący parametrem wyjściowym przetwornika, określany jest przez straty energii w czujniku z kontrolowanym dielektrykiem, np. w ciekłym paliwie węglowodorowym.

na ryc. Na rysunkach 1a i XNUMXb przedstawiono konstrukcję opracowanego urządzenia do monitorowania wolnej wody w paliwie. Urządzenie wykonane jest w formie miarki wykonanej ze szkła organicznego z pokrywką i uchwytem. Rękojeść zawiera baterie oraz włącznik przyciskowy umieszczony po jej wewnętrznej stronie. W górnej części rękojeści zamontowana jest dioda LED, której blaskiem określa się obecność wody w paliwie płynnym.

Przyrząd do wykrywania wody w cieczach o wysokiej rezystywności

Na dnie kubka znajduje się czujnik pojemnościowy, składający się z dwóch stożkowych, ustawionych współosiowo elektrod, skierowanych do siebie wierzchołkami, jak pokazano schematycznie na rys. 2. Obie elektrody są wytłoczone z blachy mosiężnej, a górna (zewnętrzna) jest ścięta.

Przyrząd do wykrywania wody w cieczach o wysokiej rezystywności
Rys.. 2

Elektrody są zamocowane na dnie kubka tak, że tworzy się między nimi pierścieniowa szczelina powietrzna o szerokości około 0,25 mm, co określa pojemność elektryczną czujnika na około 0,8 pF bez paliwa. Pod spodem kubka znajduje się tabliczka ze szczegółami części elektronicznej urządzenia.

Do kubka wlej około pół litra paliwa. Jeśli znajdują się w nim krople wolnej wody, to przez pewien czas staczają się one po stożkowatych ściankach czujnika do szczeliny i zmieniają opór elektryczny w szczelinie czujnika pojemnościowego. Pokrywa kubka, zawiasowana na zawiasie, jest niezbędna, aby podczas pracy w polu nie dopuścić do przedostania się opadów atmosferycznych (deszczu, śniegu) do objętości roboczej.

na ryc. 3 przedstawia schemat ideowy urządzenia. Dyssypatywny konwerter kwarcowy zawiera czujnik pojemnościowy Cd i próżniowy rezonator kwarcowy ZQ1 o częstotliwości 300 kHz, mający rezystancję dynamiczną (ekwiwalentną czynną) Rd = 80 Ohm i pojemność statyczną Cst = 6,5 pF. Oscylator jest wykonany zgodnie z trzypunktowym schematem pojemnościowym na tranzystorze VT1.

Przyrząd do wykrywania wody w cieczach o wysokiej rezystywności
Rys.. 3

Napięcie przemienne oscylatora po wykryciu przez diody VD1, VD2 z kondensatorem C5 wchodzi do podstawy tranzystora VT2 i zamyka go, co prowadzi do zmniejszenia prądu kolektora tranzystora; Dioda HL1 gaśnie.

W przypadku braku autogeneracji prąd kolektora tranzystora UT2 jest wystarczający do zapalenia diody HL1. Wymagany prąd kolektora tego tranzystora jest ustalany przez wybór rezystorów dzielnika napięcia R4R5. Po jasności diody LED w chwili włączenia urządzenia można ocenić, czy napięcie jego zasilania (3 V) otrzymane z dwóch ogniw galwanicznych jest wystarczające.

Wraz ze starzeniem się baterii jasność diody LED maleje. Urządzenie działa do napięcia zasilania 2 V.

Gdy styki przycisku SB1 są zamknięte, ze względu na duży (ponad 500000 1,5) współczynnik jakości rezonatora kwarcowego, samogeneracja nie może nastąpić natychmiast. W ciągu 1,8 ... 1 s płynnie ustalają się nominalne wartości amplitudy i częstotliwości oscylacji generatora. Dopóki generator nie osiągnął trybu normalnego, dioda HL1 świeci się. Po określonym czasie generator włącza się, a jeśli w czujniku urządzenia nie ma śladów wody, dioda LED HL2 gaśnie, ponieważ dodatnie napięcie na podstawie tranzystora VTXNUMX zostanie skompensowane ujemnym napięciem z detektora.

Zgaszenie diody sygnalizuje gotowość urządzenia do pracy, czyli do monitorowania obecności wody w paliwie. Po wlaniu czystego paliwa do miarki dioda pozostaje wyłączona. Jeśli w paliwie znajduje się co najmniej jedna kropla (0,023 ... 0,026 g lub więcej) wody, wówczas straty aktywne w konwerterze gwałtownie wzrosną, co doprowadzi do załamania samogeneracji i włączenia diody LED.

Należy pamiętać, że kropla wolnej wody w paliwie samochodowym, która wpadła w szczelinę między elektrodami czujnika, powoduje wzrost rezystancji czynnej przetwornika o Ra = 400 Ohm. Teoretycznie odpowiada to włączeniu rezystancji stratnej Rp = 1 GΩ równolegle z czujnikiem pojemnościowym Cd. Obliczenia przeprowadzono według wzoru:

Ra \u1d Rd / (2 + (omega * Cd * Rp) ^ XNUMX)

Czułość urządzenia jest ustawiana przez kondensator trymera C1. Aby sprawdzić czułość, do elektrod czujnika podłączony jest rezystor o rezystancji 750 kOhm (MLT-0,25). Praktycznie wystarczy, trzymając rezystor za jedną końcówkę, drugą zetknąć się z elektrodą środkową czujnika. Przy normalnej czułości, po zetknięciu się wyjścia rezystora z elektrodą środkową czujnika, dioda LED włącza się po 1...2 s.

Jeżeli przyjmiemy, że masa paliwa umieszczonego w objętości roboczej urządzenia wynosi 0,5 kg, a masa kropli wody średnio 0,025 g, to okazuje się, że urządzenie niezawodnie kontroluje już pięć setnych procenta Darmowa woda.

Testy urządzenia z różnymi rodzajami paliw płynnych wypadły pomyślnie. Okazało się, że nadaje się do monitorowania obecności wolnej wody w innych cieczach dielektrycznych, na przykład w acetonie, benzenie itp.

Autorzy: W.Savchenko, L.Gribova, Ivanovo

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Zegary biologiczne zwierząt dziennych i nocnych różnią się budową neuronową. 10.09.2016

Najbardziej oczywistym przejawem biologicznych rytmów jest naprzemienność snu i czuwania: gdy zbliża się noc, nasz wewnętrzny zegar przypomina nam, że czas spać, a rano, przestrzegając tego samego mechanizmu zegarowego, budzimy się. Są jednak zwierzęta, które nie śpią, wręcz przeciwnie, w ciemności, a dzień to dla nich czas odpoczynku, tak jak dla nas noc. Jak to się dzieje, że ten sam system rytmów okołodobowych jest w stanie wydawać przeciwstawne polecenia?

Głównym szczegółem zegara wewnętrznego jest tak zwane jądro nadskrzyżowaniowe lub nadskrzyżowaniowe - specjalny obszar w podwzgórzu. Jądro nadskrzyżowaniowe generuje rytmy dobowe, reguluje poziom hormonów, od których zależą cykle snu i czuwania oraz synchronizuje pracę wszystkich pozostałych „oddziałów zegarowych” w tkankach i narządach.

Oczywiście nasze wewnętrzne rytmy trzeba w jakiś sposób porównać z tym, co dzieje się na zewnątrz, a samo jądro otrzymuje informację o tym, czy jest dzień, czy noc od światłoczułych komórek zwojowych siatkówki. Różnią się od innych komórek zwojowych właśnie tym, że wyczuwają światło i głównie w niebieskim obszarze widma. Przypomnijmy, że światłoczułe komórki siatkówki to pręciki i czopki, a komórki zwojowe przewodzą pochodzący od nich sygnał. Ale światłoczułe komórki zwojowe okazały się wyjątkowe - jak właśnie powiedzieliśmy, mogą same postrzegać światło i są połączone z jądrem nadskrzyżowaniowym. Uważa się, że to za ich pomocą rdzeń orientuje się w porze dnia.

Wcześniej uważano, że różnice w systemie zegara biologicznego zaczynają się po jądrze nadskrzyżowaniowym - podobno po nim jest pewien przełącznik, który po otrzymaniu sygnału z jądra interpretuje go inaczej u zwierząt dziennych i nocnych: impuls nocny zamienia się w komenda „spać” w dzień i komenda „nie śpij” w nocy. Jednak takiego przełącznika, który byłby za jądrem nadskrzyżowaniowym, nigdy nie odnaleziono – najwyraźniej dlatego, że faktycznie znajduje się przed nim.

Qun-Yong Zhou i jego koledzy z University of California w Irvine piszą w artykule w Molecular Brain, że decydującą rolę odgrywają tutaj te same światłoczułe komórki zwojowe siatkówki, o których wszyscy myśleli, że ich zadaniem jest jedynie przekazywanie informacji do rdzenia. . Porównując, jak działają mechanizmy neuronalne, które kontrolują sen i czuwanie u małp i myszy, naukowcy zauważyli dwa konkurujące ze sobą centra zegarowe w mózgach obu.

U myszy sygnał „poranny” z komórek siatkówki (które, jak pamiętamy, są szczególnie wrażliwe na światło niebieskie) trafia do jądra nadskrzyżowaniowego, gdzie zamienia się w polecenie „uśpienia”. Ale komórki fotoreceptorowe w siatkówce są nie tylko połączone z jądrem, ale także wysyłają sygnał do struktury śródmózgowia zwanej wzgórkiem górnym, a u małp „ożywcze” sygnały wzgórka górnego zastępują impulsy szyjne jądra nadskrzyżowaniowego.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Bioplastik samoczyszczący

▪ Wszystkie funkcje multimedialne HSPA na jednym chipie

▪ Układ jest zasilany światłem, ciepłem i wibracjami

▪ Handlarze narkotyków złapani w sieci

▪ Aby przewidzieć atak serca, krople krwi zatrzymują się

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Dokumentacja normatywna dotycząca ochrony pracy. Wybór artykułu

▪ artykuł Zasada „Laissez faire, laissez passer”. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Gdzie mieszkają mrówki, które potrafią policzyć wykonane kroki? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Krwawienie. Przestań krwawić. Pierwsza pomoc. Opieka zdrowotna

▪ artykuł Ściemniacz z pilotem. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Ukryta wiadomość. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn