SU924557A1

SU924557A1 - Способ измерени концентрации ферромагнитных частиц в жидкости

Info

Publication number: SU924557A1
Application number: SU802941953A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Талипович Абраров; Дмитрий Александрович Дмитриев; Юрий Федорович Соколов
Priority date: 1980-06-13
Filing date: 1980-06-13
Publication date: 1982-04-30

Description

Изобретение относитс к способам измерени концентрации дисперсных систем и может быть использовано дл контрол и регулировани концентрации ферромагнитных частиц в жидкости в химической и других отрасл х промышленности.

Известныспособы измерени концентрации ферромагнитных частиц в жидкости, в которых измерение концентрации частиц в жидкости проводитс лиОо по плотности суспензии с применением поплавковых, гравитационных , гидростатических, центробежнйх и вибрационных методов, либо по интенсивности поглощенной или рассе нной суспензией лучистой энергии с использованием оптических, или ультразвуковых методов, либо по электро- и теплопроводности суспензии на основе кондуктометрических, емкостных и калориметрических методов 1,

Однако стособы обладают низкой точностью измерений поплавковых методов из-за оседани на поплавках взвешенных частиц; узким диапазоном измер емой концентрации гравитационных методов из-за засорени датчиков в виде и-образных взвешиваемых

труб; большой погрешностью измерений гидростатических методов из-за потерь напора потока на участке между чувствительными злементами; низкой оперативностью измерений центробежных методов из-за наличи операций центрифугировани , замера концентрации , промывани центрифуги; возмож10 ностью измерени лишь низких концентраций суспензий при оптических методаос из-за ослаблени , поглощени и рассе ни светового потока частицёлда, наход щимис во взвешенном состо нии в жидкости; большой

15 погрешностью измерений ультразвуковых методов из-за наличи в измер емой среде газовых включений; сложностью непрерывного получени чистого фильтрз в сравнительном ка20 нале- преобразовател , а также наличием погрешностей из-за влений катафореза, поверхностной проводимости , загр знени датчика и т.д. дл кондуктометрических методов;

25 необходимостью наличи существенной разницы диэлектрической проницаемости жидкой и твердой фаз суспензии дл емкостных методов; необходимостью стабилизации скорости потока

30 суспензии и уменьшени внешних потерь тепла при калориметрических методах.

Известен способ измерени концентрации ферромагнитных частиц в жидкости, заключающийс в пропускании жидкости с феррочастицами через диэлектрический отрезок трубопровода осуществлении взаимодействи переменного магнитного пол катушки индуктивности , намотанной на диэлектрический отрезок трубопровода, с частицами ферромагнетика и измерений концентрации с помощью электрической измерительной схемы по изменению параметров катушки индуктивности 2

Недостатком способа вл етс увеличение погрешности измерени не только за счет нелинейного изменени индуктивности катушки, но и за счет изменени электропроводимости данной жидкости.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ измерени концентрации ферромагнитных частиц в жидкости , включающий помещение сосуда с жидкостью в высокочастотное электромагнитное и посто нное магнитное пол и последующую регистрацию изменени параметров, характеризующих высокочастотное излучение 3.

Цель изобретени - устранение вли ни электропроводимости жидкоети на точность измерени концентрации ферромагнитных частиц в жидкости .

указанна цель достигаетс тем, что в способе измерени концентрации частиц в жидкости, включающем помещение сосуда с жидкостью в высокочастотное электромагнитное и посто нное магнитное пол и последующую регистрацию изменени параметров , характеризующих высокочастотное излучение, падающее высокочастотное излучение линейно пол ризуют , направление вектора напр женности посто нного магнитного пол совмещают с направлением распространени излучени в жидкости, измер ют длину пути излучени в жидкости , угол поворота плоскости пол ризации прошедшего излучени и по иГзмеренным величинам суд т о концентрации ферромагнитных частиц.

На чертеже дана схема реализации предлагаемого способа.

При распространении линейно пол ризованной электромагнитной волны (Ё) сквозь жидкость с ферромагнитными частицами, намагниченными (Но) вдоль направлени распространени X, наблюдэетс вление поворота плоскости пол ризации (эффект Фараде ) электромагнитной волны (§ ). Величина угла (f) поворота плоскости пол ризации пр мо пропорционально зависит от концентрации ферромагнитных частиц в жидкости, длины пути излучени в жидкости () и не зави-сит от затухани электромагнитной волны, вызванного измен ющейс электропроводностью жидкости. Измерение концентрации ферромагнитных частиц проводитс по изменению угла /С поворота плоскости пол ризации электромагнитной , волны, прошедшей сквозь фиксированный объем жидкости с ферромагнетиком.

С учетом известных аналитических выражений зависимость угла f поворота плоскости пол ризации дл жидкости с феррочастицами можно записать в виде

f-pCyu- xei-u С.,

где р - коэффициент распространени

электромагнитной волны; М.,- - относительные магнитна и диэлектрическа проницаемости феррочастиц; Н,, - напр женность посто нного

магнитного пол ; Ч - длина пути электромагнитной волны в жидкости с феррочастицами; с - относительна концентраци

феррочастиц в жидкости. Так как коэффициент распространени jb .(HO ) ,-1 вл етс посто нной величиной, то концентраци феррочастиц определ етс как функци измеренных величин и (

Р

- . |1:/.сйЩ

Величина напр женности посто нного магнитного пол Но определ етс из неравенства

(О

« -HO « И

Р

где Не - величина посто нного маг нитного пол Земли (Н

40 А/м);

Нрез напр женность пол , соответствующа ферромагнитному резонансу; и) - кругова частота электромагни;тной волны; , Vy- гидромагнитное отношение

Claims

( , 2,21 -10 М/А С). Например, при длине волны Л 3 с величина ,8 10 А/м и величина Но определ етс из неравенства 40 А/М«.НО i 2,8-10 А/м. Обычно выбираетс величина Но 5-10 - 10 А/м, что значительно превышает поле Земли и прочие паразитные посто нные магнитные пол . Таким образом, за счет применени предлагаемого способа измерени концентрации ферромагнитных частиц в жидкости устран етс вли ние на процесс измерени электропроводности жидкости, повышаетс точность измерений, так как измер ема велич на угла поворота плоскости пол риза ции электромагнитной волны зависит только от ферромагнитных свойств частиц и их концентрации в жидкости Технико-экономический эффект от применени предлагаемого способа заключаетс в повышении качества и улучшении технологичности производства жидкости с ферромагнитными частицами. Формула изобретени Способ измерени концентрации ферромагнитных частиц в жидкости, включающий помещение сосуда с жидкостью в высокочастотное электромагнитное и посто нное магнитное пол и последующую регистрацию изм нени параметров, характеризующих высокочастотное излучение, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений, падающее высокочастотное излучение линейно пол ризуют, направление вектора напр женности посто нного магнитного пол совмещают с направлением распространени излучени в жидкости, измер ют длину пути излучени в жидкости, угол поворота плоскости пол ризации прошедшего излучени и по измеренным величинам суд т о концентрации ферромагнитных частиц. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кулаков М.В. и Жуков Ю.П. Измерители концентрации дисперсных систем. Приборы и системы управлени , № 8, 1975, с. 21.
2.Наумов Л.А. и Черн к В.В. Портативный измеритель концентрации магнитной суспензии. Дефектоскопи . 1971, W 2, с. 124.
3.Патент США 3708219, кл. 350-150, опублик. 1973.

Pi/tffupo8offffi u - обь f -