מכשיר לזיהוי מים בנוזלים בעלי התנגדות גבוהה. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מכשיר לזיהוי מים בנוזלים בעלי התנגדות גבוהה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

ממירי פיזור קוורץ, המתוארים במאמרם של V. Savchenko ו-L. Gribova "מהוד קוורץ ממיר כמויות לא חשמליות לכמויות חשמליות" ב"רדיו", 2004, מס' 2, בעמוד. 34-36, מצאו יישום במכשירים לניטור הלחות של גזים ומוצקים, בציוד למחקר מדעי של חומרים חדשים ועוד. לא פחות חשובה היא בעיית זיהוי המים בחומרים נוזליים, בפרט בדלק מנוע. המאמר שלהלן מתאר את אחת הדרכים המעשיות לפתור בעיה זו.

איכות הדלק הנוזלי נקבעת על ידי גורמים רבים, ביניהם יש חשיבות לא קטנה לתכולת המים שלו. מים בדלק יכולים להיות במצבי צבירה שונים - מומסים, חופשיים ומתחלבים. בטמפרטורות דלק שונות, מ-0,002 עד 0,007% מתמוססים בו מים, שלא ניתן לשלוט בהם ויזואלית. ככל שהטמפרטורה יורדת, מסיסות המים בדלק יורדת, והם מתיישבים בצורה של טיפות לתחתית המיכל.

מים חופשיים בדלק מגבירים מספר פעמים את קורוזיה של מתכות במגע עם הדלק, ובחורף, קפיאה בקו הדלק, עלולה לגרום לעצירת המנוע. לכן, תכולת המים בדלק רצויה, ובמקרים מסוימים פשוט יש צורך לשלוט בה.

כדי להגביר את יעילות הניטור החזותי של נוכחות מים חופשיים, למשל, מוסיפים לדגימת הדלק אשלגן פרמנגנט, אשר בהמסה במים צובע אותה בצבע אופייני הנראה בבירור לעין. כמובן, שיטה זו של שליטה היא מאוד לא נוחה, ולכן ציון נוכחות של מים חופשיים באמצעות מכשיר נייד אוטומטי הופך חשוב.

הקושי בשליטה טמון בעובדה שלדלק, בהיותו דיאלקטרי איכותי, יש התנגדות ספציפית גבוהה מאוד לזרם חשמלי. אי אפשר לעקוב אחר טיפת מים בדלק, אפילו ממוקמת בין שתי אלקטרודות, באמצעות מגוהמטר DC פשוט, שכן סרט הדלק המקיף את הטיפה אינו מאפשר לה לבוא במגע קרוב עם האלקטרודות, וזו הסיבה שההתנגדות החשמלית ב לא ניתן להקטין את המעגל באופן משמעותי.

כדי לציין מים חופשיים בדלק, אנו מציעים להשתמש בממיר אנרגיה חשמלית קוורץ מפזר, הרגיש מאוד לשינויים בערכים גדולים של התנגדות חשמלית. המכשיר מכיל מעגל חשמלי המורכב מתהוד קוורץ ואקום וחיישן קיבולי המחובר בטור או במקביל. מעגל זה נקרא ממיר פיזור קוורץ של אנרגיה חשמלית, שכן ההתנגדות החשמלית המקבילה שלו, בהיותו פרמטר הפלט של הממיר, נקבעת על ידי אובדן האנרגיה בחיישן עם דיאלקטרי מבוקר, למשל, בדלק פחמימני נוזלי.

באיור. 1, a ו-b מציגים את העיצוב של המכשיר שפותח לניטור מים חופשיים בדלק. המכשיר עשוי בצורת כוס מדידה מזכוכית אורגנית עם מכסה וידית. הידית מכילה סוללות ומתג לחצן הממוקם בצדה הפנימי. בחלק העליון של הידית מותקנת נורית, שעל ידי זוהרו נקבעת נוכחות המים בדלק נוזלי.

מכשיר לאיתור מים בנוזלים בעלי התנגדות גבוהה

בתחתית הספל יש חיישן קיבולי, המורכב משתי אלקטרודות בצורת חרוט הממוקמות בקואקסיאלית, כשקודקודיהן מכוונים זה לזה, כפי שמוצג באופן סכמטי באיור. 2. שתי האלקטרודות מוטבעות מפליז, כאשר העליונה (החיצונית) קטועה.

מכשיר לאיתור מים בנוזלים בעלי התנגדות גבוהה
איור. מספר

האלקטרודות מקובעות בתחתית הספל כך שנוצר מרווח אוויר טבעתי ברוחב של כ-0,25 מ"מ, הקובע את הקיבול החשמלי של החיישן של כ-0,8 pF ללא דלק. מתחת לתחתית הספל יש לוח עם חלקים מהחלק האלקטרוני של המכשיר.

כחצי ליטר דלק מוזגים לתוך הספל. אם יש בו טיפות של מים חופשיים, אז במשך זמן מה הם מגלגלים את הקירות בצורת חרוט של החיישן לתוך הפער ומשנים את ההתנגדות החשמלית בפער של החיישן הקיבולי. מכסה הספל, תלוי על ציר, הכרחי למניעת כניסת משקעים (גשם, שלג) לנפח העבודה בעת עבודה בתנאי שטח.

באיור. איור 3 מציג תרשים סכמטי של המכשיר. המתמר המפזר קוורץ מכיל חיישן קיבולי Cd ומהוד קוורץ מפונה ZQ1 בתדר של 300 קילו-הרץ, בעל התנגדות דינמית (אקטיבית שווה ערך) Rd = 80 אוהם וקיבול סטטי Cst = 6,5 pF. המתנד העצמי עשוי על פי מעגל שלוש נקודות קיבולי בטרנזיסטור VT1.

מכשיר לאיתור מים בנוזלים בעלי התנגדות גבוהה
איור. מספר

מתח החילופין של המתנד העצמי, לאחר שזוהה על ידי דיודות VD1, VD2 עם קבל C5, מסופק לבסיס הטרנזיסטור VT2 וסוגר אותו, מה שמוביל לירידה בזרם האספן של הטרנזיסטור; LED HL1 כבה.

בהיעדר יצירה עצמית, זרם האספן של הטרנזיסטור UT2 מספיק כדי להאיר את ה-LED HL1. זרם האספן הנדרש של טרנזיסטור זה נקבע על ידי בחירת נגדי מחלק מתח R4R5. לפי הבהירות של נורית ה-LED ברגע שהמכשיר מופעל, אפשר לשפוט את הספיקות של מתח האספקה שלו (3 V), המתקבל משני אלמנטים גלווניים.

ככל שהסוללות מתבגרות, בהירות ה-LED פוחתת. המכשיר נשאר פעיל עד למתח אספקה של 2V.

כאשר המגעים של כפתור SB1 סגורים, בשל מקדם האיכות הגבוה (מעל 500000) של מהוד הקוורץ, יצירה עצמית לא יכולה להתרחש באופן מיידי. בתוך 1,5...1,8 שניות, הערכים הנומינליים של משרעת ותדירות התנודות של הגנרטור נקבעים בהדרגה. עד שהגנרטור יגיע למצב רגיל, נורית ה-HL1 נדלקת. לאחר הזמן שצוין, הגנרטור נדלק, ואם אין עקבות מים בחיישן המכשיר, נורית HL1 כבה, שכן המתח החיובי בבסיס הטרנזיסטור VT2 יפוצה על ידי המתח השלילי מהגלאי .

כיבוי הנורית מצביעה על כך שהמכשיר מוכן לפעולה, כלומר לנטר מים חופשיים בדלק. לאחר שפיכת דלק נקי לכוס המדידה, הנורית נשארת כבויה. אם יש לפחות טיפה אחת (0,023...0,026 גרם או יותר) של מים בדלק, אז ההפסדים הפעילים בממיר יגדלו בחדות, מה שיוביל להתמוטטות בייצור עצמי והדלקת ה-LED.

שימו לב שטיפת מים חופשיים בדלק לרכב שנכנסת למרווח בין אלקטרודות החיישנים גורמת לעלייה בהתנגדות הפעילה של הממיר ב-Ra = 400 אוהם. תיאורטית, זה מתאים לחיבור התנגדות אובדן Rp = 1 GOhm במקביל לחיישן הקיבולי Cd. החישוב בוצע לפי הנוסחה:

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

הרגישות של המכשיר נקבעת על ידי חיתוך קבל C1. כדי לבדוק רגישות, נגד עם התנגדות של 750 kOhm (MLT-0,25) מחובר לאלקטרודות החיישן. בפועל, מספיק להחזיק את הנגד במסוף אחד ולגעת באלקטרודה המרכזית של החיישן עם השני. עם רגישות רגילה, לאחר שהכובל של הנגד בא במגע עם האלקטרודה המרכזית של החיישן, הנורית נדלקת לאחר 1...2 שניות.

אם נניח שמסת הדלק המונחת בנפח העבודה של המכשיר שווה ל-0,5 ק"ג, והמסה של טיפת מים בממוצע היא 0,025 גרם, אזי מסתבר שהמכשיר שולט באופן אמין כבר בחמש מאיות אחוז מים חינם.

בדיקת המכשיר עם סוגים שונים של דלק נוזלי הצליחה. התברר שהוא מתאים לניטור נוכחות מים חופשיים בנוזלים דיאלקטריים אחרים, למשל, אצטון, בנזן וכו'.

מחברים: V.Savchenko, L.Gribova, Ivanovo

ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

שימוש במים למיחזור סוללות 30.04.2020

היצרנים משתמשים בממיסים אורגניים רעילים לייצור ועיבוד סוללות ליתיום-יון. הדבר מסבך את התהליכים והופך אותם למסוכנים לסביבה ולבריאות האדם. מעבר מממיסים לתמיסות מימיות יכול להפוך את מיחזור הסוללות לפחות מזיק ונרחב.

יצרני הסוללות סקפטיים לגבי השימוש בתמיסות מימיות בתהליכים טכנולוגיים. מים מגיבים עם ליתיום ופוגעים בביצועי הסוללה. אבל מדענים במעבדה הלאומית של Oak Ridge ו-Virginia Tech נענו לאתגר, ועל הדרך התקבלו כמה תוצאות מעודדות.

הפיתוח החדש החליף את קלסר הפוליווינילידן פלואוריד (PVDF) הפופולרי בקרב יצרני סוללות בשניים אחרים: קלסר מתפזר במים על בסיס לטקס וקלסר סטירן-בוטדין מסיס במים. ההבנה הראשונה משמשת בשילוב עם ממס אורגני (בדרך כלל N-methyl-2-pyrolidon, NMP), בעוד ששני האחרים מקיימים אינטראקציה עם מים.

דרושים קלסרים על מנת ליצור קתודות ואנודות לסוללה. עיצוב האלקטרודות כולל חומרים אלקטרוכימיים בצורת אבקות (מתכות וגרפיט), אותן יש לעצב ולמרוח על קולטי זרם העשויים מנחושת או רדיד אלומיניום. אם PVDF משמש לייצור אלקטרודות, אז משתמשים בממיסים אורגניים, המשמשים גם בעיבוד אלקטרודות לאחר תום חיי הסוללה. מעבר לתמיסות מימיות ולחומרים מסיסים במים מאפשר להיפטר מממיסים מזיקים הן בשלב ייצור הסוללות והן בשלב המיחזור.

ניסויים שלאחר מכן עם סוללות על קתודות ואנודות, המיוצרות באמצעות תמיסות מימיות, הראו כי לאחר אלפי מחזורי טעינה, פעולת הסוללות למעשה אינה שונה מזו של סוללות ייחוס המיוצרות באמצעות ממסים אורגניים. יש בכך תקווה להעביר ייצור מזיק לבסיס ידידותי יותר לסביבה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ קטניות מאלצות חיידקים לסימביוזה

▪ שיחזר ריח של מומיה מצרית

▪ בקר תאורה אחורית SilverStone LSB02 למחשב

▪ מילוי אור מלאכותי

▪ האינטרנט הסלולרי המהיר ביותר

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ סעיף האתר התקני זרם שיורית. בחירת מאמרים

▪ מאמר דרך גביש הקסם. ביטוי עממי

▪ מאמר לאיזו ציפור דומה הד פירמידת המאיה? תשובה מפורטת

▪ מאמר מפעיל. תיאור משרה

▪ מאמר מחלק תדרים עם מקדם חלוקה מתכוונן. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מגברים תפעוליים מסדרות KR1446 ו-KF1446. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר