Способ измерения концентрации ферромагнитных частиц в жидкости — SU 924557 (original) (raw)
ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 1 М 680 (21) 2941953/18-25с присоединением заявки Ио(23) Приоритет -1 М Кп. 6 01 Б 15/00 Государственный комитет СССР по аелам изобретений и открытийДата опубликования описания 300482 4.А.Т. Абраров, Д.А. Дмитриев и Ю.ф. СОколов(72) Авторы изобретения(14) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ФЕРРОИАГНИТНЫХЧАСТИЦ В ЖИДКОСТИ Изобретение относится к способам измерения концентрации дисперсных систем и может быть использовано для контроля и регулирования концентрации ферромагнитных частиц в жидкости в химической и других отраслях промышленности.Известныспособы измерения концентрации Ферромагнитных частиц в жидкости, в которых измерение концентрации частиц в жидкости проводится либо по плотности суспензии с применением поплавковых, гравитационных, гидростатических, центробежных и вибрационных методов, либо по интенсивности поглощенной или рассеянной суспензией лучистой энергии с использованием оптических или ультразвуковых методов, либо по электро- и теплопроводности суспеиэии на основе кондуктометрических, емкостных и калориметрических мето" дов Ц.Однако сПособы обладают низкой точностью измерений поплавковых ме" тодов из-эа оседания на поплавках взвешенных частиц; узким диапазоном измеряемой концентрации гравитационных методов из-за засорения датчиков в виде П-образных взвешиваемых труб 1 большой погрешностью измеренийгидростатических методов из-за потерь напора потока на участке междучувствительными элементами; низкойоперативностью измерений центробежных методов из-эа наличия операцийцентрифугирования, замера концентрации, промывания центрифуги; возмож ностью измерения лишь низких концентраций суспензий при оптическихметодах из-эа ослабления, поглощения к рассеяния светового потокачастицами, находящимися во взвешенном состоянии в жидкости; большойпогрешностью измерений ультразвуковых методов из-за наличия в измеряемой среде газовых включений;сложностью непрерывного получениячистого Фильтра в сравнительном канале преобразователя, а также наличием погрешностей из-за явленийкатафореэа, поверхностной проводимости, загрязнения датчика и т.д.для кондуктометрическик методов;необходимостью наличия существеннойразницы диэлектрической проницаемости жидкой и твердой Фаэ суспензиидля емкостных методов; необходимостью стабилизации скорости потокасуспензии и уменьшения внешних по 924557терь тепла при калориметрических методах.Известен способ измерения концентрации ферромагнитных частиц в жидкости, заключающийся в пропускании жидкости с феррочастицами через диэлектрический отрезок трубопровода, осуществлении взаимодействия переменного магнитного поля катушки индуктивности, намотанной на диэлектрический отрезок трубопровода, с час тицами ферромагнетика и измерений концентрации с помощью электрической измерительной схемы по изменению параметров катушки индуктивности (2.Недостатком способа является уве личение погрешности измерения не только за счет нелинейного изменения индуктивности катушки, но и за счет изменения электропроводимости данной жидкости. 20Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения концентрации ферромагнитных частиц в жидкости, включающий помещение сосуда с жидкостью в высокочастотное электромагнитное и постоянное магнитное поля и последующую регистрацию изменения параметров, характеризующих высокочастотное излучение 1 Я.Цель изобретения - устранение влияния электропроводимости жидкости на точность измерения концентрации ферромагнитных частиц в жидкости.указанная цель достигается тем, что в способе измерения концентрации частиц в жидкости, включающем помещение сосуда с жидкостью в вы- . сокочастотное электромагнитное и постоянное магнитное поля и последующую регистрацию изменения.парамет ров, характеризующих высокочастотное излучение, падающее высокочастотное излучение линейно поляризуют, направление вектора напряженности постоянного магнитного поля 45 совмещают с направлением распространения излучения в жидкости, измеряют длину пути излучения в жидкости, угол поворота плоскости поляризации прошедшего излучения и по Измеренным величинам судят о концентрации ферромагнитных частиц. На чертеже дана схема реализации предлагаемого способа.При распространении линейно поляризованной электромагнитной волны (Е) сквозь жидкость с ферромагнитными частицами, намагниченными (Йо) вдоль направления распространения Х, наблюдается явление поворота плос кости поляризации (эффект фарадея) электромагнитной волны (Е). Величина углаповорота плоскости поляризации прямо пропорционально зависит от концентрации Ферромагнит" 65 ных частиц в жидкости, длины пу излучения в жидкости (1) и не зави.-сит от затухания электромагнитной волны, вызванного изменяющейся электропроводностью жидкости. Измерение концентрации ферромагнитных частиц проводится по изменению угла Ф поворота плоскости поляризации электромагнитной. волны, прошедшей сквозь фиксированный объем жидкости с ферромагнетиком.С учетом известных аналитических выражений зависимость углаповорота плоскости поляризации для жидкости с феррочастицами можно записать в видегде р - коэффициент распространенияэлектромагнитной волны;М,Е - относительные магнитная идиэлектрическая проницаемостиферрочастиц 1Й - напряженность постоянногомагнитного поля;- длина пути электромагнитной волны в жидкости сФеррочастицами;с - относительная концентрацияФеррочастиц в жидкости.Так как коэффициент распространения )ь м(Й),е.1 является постоянной величиной, то концентрация феррочастиц определяется как функция измеренных величин ф и 1Ф(5 р Ц д 17Величина напряженности постоянного магнитного поля Н, определяется из неравенстваНН(р(Оогде Н - величина постоянного магнитного поля Земли (Н40 А/м);Нре- напряженность поля, соответствующая ферромагнитному резонансу;й - круговая частота электромагнитной волны;гидромагнитное отношение( ф = 2,21 10 М/А С),Например, при длине волны 3 = 3 смвеличина Нр2,8 10 А/м и величина Но определяется из неравенства40 А/м(сН, сс 2,8 10 А/м,Обычно выбирается величина Н5 10 - 104 А/м, что значительнопревышает поле Земли и прочие пара"зитные постоянные магнитные поля,924557 оставитель Н. Шпиньков ехредА.Бабннец Корректор СШекм Юск Редак П комитет и открыт кая наб.4/5 Филиал ППП фПатент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Таким образом, за счет применения предлагаемого способа измерения концентрации ферромагнитных частиц в жидкости устраняется влияние на процесс измерения электропроводности жидкости, повышается точность 5 измерений, так как измеряемая величина угла поворота плоскости поляризации электромагнитной волны зависит только от ферромагнитных свойств частиц и их концентрации в жидкости. 10Технико-экономический эффект от применения предлагаемого способа заключается в повышении качества и улучшении технологичности производства жидкости с ферромагнитными частицами,Формула изобретения20 Способ измерения концентрации ферромагнитных частиц в жидкости, включающий помещение сосуда с жид" костью в высокочастотное электромагнитное и постоянное магнитное поля и последующую регистрацию изменения параметров, характеризующихвысокочастотное излучение, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерений, падающее высокочастотное излучение линейно поляризуют, направление векторанапряженности постоянного магнитногополя совмещают с направлением распространения излучения в жидкости,измеряют длину пути излучения вжидкости, угол поворота плоскостиполяризации прошедшего излучения ипо измеренным величинам судят о концентрации ферромагнитных частиц. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кулаков М.В. и Жуков Ю,П.Измерители концентрации дисперсныхсистем. Приборы и системы управления.Р 8, 1975, с, 21.2, Наумов Л.А. и Черняк В.В,Портативный измеритель концентрациимагнитной суспензии, Дефектоскопия.1971, М 2, с. 124,3. Патент США В 3708219,кл, 350-150, опублик. 1973,
Способ измерения концентрации ферромагнитных частиц в жидкости