RU186924U1 - Кабельный сенсор влажности и протечек - Google Patents
Кабельный сенсор влажности и протечек Download PDFInfo
- Publication number
- RU186924U1 RU186924U1 RU2018137133U RU2018137133U RU186924U1 RU 186924 U1 RU186924 U1 RU 186924U1 RU 2018137133 U RU2018137133 U RU 2018137133U RU 2018137133 U RU2018137133 U RU 2018137133U RU 186924 U1 RU186924 U1 RU 186924U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductive
- external
- grid
- electrically conductive
- humidity
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 description 1
- -1 alkali metal salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 102200052313 rs9282831 Human genes 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Использование: для непрерывного контроля влажности воздуха и протечек в местах его размещения. Сущность полезной модели заключается в том, что кабельный сенсор влажности и протечек выполнен в виде внутренней и внешней токопроводящих обкладок, между которыми размещена диэлектрическая прокладка из влагопоглощающего материала, причем, токопроводящие обкладки выполнены с возможностью включения в последовательную цепь с источником тока и измерителем емкости, внешняя токопроводящая обкладка выполнена в виде сетки из электропроводящих нитей, внутренняя токопроводящая обкладка выполнена в виде токопроводящей металлической жилы, помещенной в электропроводящую оболочку, а диэлектрическая прокладка выполнена сотканной из полимерных волокон, при этом введена внешняя диэлектрическая капиллярно пористая оболочка, охватывающая внешнюю токопроводящую обкладку, выполненную в виде сетки из электропроводящих нитей. Технический результат: обеспечение возможности повышения эксплуатационной надежности и безопасности применения. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для непрерывного контроля влажности воздуха и протечек в местах его размещения.
Известно устройство для измерения влажности воздуха [RU 2184369 G01N 25/56, G01N 27/22, G21C 17/00, 27.06.2002], содержащее емкостной сенсор влажности и резистивный сенсор температуры, усилитель переменного напряжения, измеритель уровня переменного напряжения, функциональный блок, генератор переменного напряжения, электронный преобразователь сопротивления резистивного сенсора в напряжение (ток), регистратор, причем выход генератора соединен длинной линией с одним из контактов емкостного сенсора, выход усилителя напряжения соединен с входом измерителя уровня напряжения, выход которого соединен с одним из входов функционального блока, второй вход которого подсоединен к выходу преобразователя сопротивления в электрический сигнал (ток, напряжение), ко входу которого с помощью длинной линии подключен резистивный сенсор температуры, а выход функционального блока подсоединен к регистратору, отличающийся тем, что ко второму контакту емкостного сенсора подключена первичная обмотка согласующего трансформатора, второй конец которой соединяется длинной линией с генератором переменного напряжения, а ко вторичной обмотке трансформатора подключена сигнальная линия с волновым сопротивлением, второй конец которой подсоединен ко входным клеммам усилителя напряжения, причем модуль комплексного сопротивления первичной обмотки подключенного к сигнальной линии трансформатора должен быть в 100-200 раз меньше модуля комплексного сопротивления емкостного сенсора.
Недостаткам этого устройства является относительно низкая чувствительность, большая инертность и конструкционная сложность.
Известен также датчик влажности [RU 2263936, G01W 1/11, G01N 25/56, 10.11.2005], содержащий электроизоляционное основание, электроизоляционную подложку с нанесенным на ее поверхность влагочувствительным покрытием на основе желатина, наружный слой которого загрублен, два накладных электрода, контактная поверхность которых выполнена оксидированной и плоской и соприкасается с влагочувствительным слоем, и измерительный прибор, подключенный к выводам накладных электродов, а также два прижимных узла, каждый из которых предназначен для создания постоянного давления соответствующего накладного электрода на рабочую поверхность влагочувствительного покрытия.
Недостатком устройства является относительно низкая точность, вызванная нелинейной зависимости между электрическим сигналом и уровнем влажности.
Кроме указанных выше, известен датчик влажности [RU 2365908, G01N 27/12, 27.08.2009], имеющий электроизоляционную диэлектрическую подложку, изготовленную из боратно-висмутатного стекла, влагочувствительный слой который получен специальным травлением подложки, а также два электрических контакта расположенных в углублениях на поверхности подложки, при этом, измерения проводятся на переменном токе частотой 1 кГц с помощью иммитансометра.
Недостатком этого устройства является его относительно высокая сложность и высокая стоимость.
Помимо отмеченных выше, известен также датчик влажности [RU 2167414 G01N 27/22, 20.05.2001], включающий токопроводящие обкладки и влагопоглощающий слой, выполненный из листового фильтрующего материала, пропитанного карбонатами щелочных металлов, причем токопроводящие обкладки помещены в герметичный диэлектрический чехол.
Недостатком этого емкостного датчика влажности является относительно низкая чувствительность.
Известен и датчик влажности [RU 2167414, U1, G01N 27/00, 10.06.2015], включающий влагопоглощающий слой, пропитанный солями щелочных металлов и токопроводящие обкладки, при этом, токопроводящие обкладки выполнены в виде двух металлических сеточек, между которыми расположен влагопоглощающий слой, выполненный из тонкой бумаги, пропитанной хлоридом натрия, металлические сеточки скреплены по периметру и соединены в последовательную электрическую цепь с источником тока и измерительным устройством.
Особенностями выполнения известного датчика влажности является то, что влагопоглощающий слой выполнен из папиросной бумаги, которая выполнена пористой, металлические сеточки выполнены из латуни, скреплены по периметру клеевым слоем и выполнены в форме прямоугольников размером 10×10 мм2 с размером каждой из ячеек сеточек 1×1 мм2, при этом в качестве измерительного устройства использован мультиметр или гальванометр.
Недостатком этого технического решения является его относительно низкие прочность и эксплуатационная надежность, вызванная тем, что, влагопоглощающий слой выполнен из тонкой бумаги, в частности папиросной, которая выполнена пористой, а также тем, что токопроводящие обкладки, между которыми расположен влагопоглощающий слой, выполнены в виде двух металлических сеточек.
Наиболее близким к заявляемому является устройство [RU 179730, U1, G01N 27/22, 23.05.2018], выполненное в виде внутренней и внешней токопроводящих обкладок, между которыми размещена диэлектрическая прокладка из влагопоглощающего материала, причем, токопроводящие обкладки выполнены с возможностью включения в последовательную цепь с источником тока и измерителем емкости, а внешняя токопроводящая обкладка выполнена в виде сетки из электропроводящих нитей, при этом, внутренняя токопроводящая обкладка выполнена в виде токопроводящей металлической жилы, помещенной в электропроводящую оболочку, а диэлектрическая прокладка выполнена сотканной из полимерных волокон.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая эксплуатационная надежность, обусловленные тем, что, внешняя токопроводящая обкладка выполнена в виде сетки из электропроводящих нитей, причем, при выполнении нитей металлическими они подвержены коррозии, а при выполнении из углеродных нитей они подвержены истиранию при внешних механических воздействиях. Кроме того, существенным недостатком является и относительно низкая безопасность применения, поскольку внешняя обкладка выполнена токопроводящей, что ограничивает сферу применений датчика в местах, где не допускается электрический контакт с поверхностями, на которых датчик размещен, в частности, внутри корпусов радиоэлектронной аппаратуры и т.п.
Задачей настоящей полезной модели является создание простого по конструкции высокочувствительного кабельного сенсора влажности и протечек, обладающего более высокой эксплуатационной надежностью и более высокой безопасностью применения.
Требуемый технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности и безопасности применения.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, выполненное в виде внутренней и внешней токопроводящих обкладок, между которыми размещена диэлектрическая прокладка из влагопоглощающего материала, причем, токопроводящие обкладки выполнены с возможностью включения в последовательную цепь с источником тока и измерителем емкости, внешняя токопроводящая обкладка выполнена в виде сетки из электропроводящих нитей, внутренняя токопроводящая обкладка выполнена в виде токопроводящей металлической жилы, помещенной в электропроводящую оболочку, а диэлектрическая прокладка выполнена сотканной из полимерных волокон, согласно полезной модели, введена внешняя диэлектрическая капиллярно-пористая оболочка, охватывающая внешнюю токопроводящую обкладку, выполненную в виде сетки из электропроводящих нитей.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, внешняя диэлектрическая капиллярно-пористая оболочка выполнена из стекловолокна.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, внешняя диэлектрическая капиллярно-пористая оболочка выполнена из полимерных волокон.
На чертеже представлена конструкция кабельного сенсора влажности и протечек совместно с цепью, содержащей источник тока и измеритель емкости, а также внешним воздействием в виде капель влаги.
На чертеже обозначены:
1 - внутренняя токопроводящая обкладка, выполненная в виде токопроводящей металлической жилы;
2 - электропроводящая оболочка токопроводящей металлической жилы;
3 - диэлектрическая прокладка, выполненная сотканной из полимерных волокон;
4 - внешняя токопроводящая обкладка, выполненная в виде сетки из электропроводящих нитей;
5 - внешняя диэлектрическая капиллярно-пористая оболочка, охватывающая внешнюю токопроводящую обкладку, выполненную в виде сетки из электропроводящих нитей.
6 - капли влаги (воды или иной электропроводящей жидкости);
7 - цепь, содержащая источник тока и измеритель емкости.
Кабельный сенсор влажности и протечек выполнен в виде внутренней токопроводящей обкладки 1 в виде токопроводящей металлической жилы, помещенной в электропроводящую оболочку 2, и внешней токопроводящей обкладки 4 в виде сетки из электропроводящих нитей, выполненные с возможностью включения в последовательную цепь 7 с источником тока и измерителем емкости и между которыми размещена диэлектрическая прокладка 3, сотканная из полимерных волокон.
Кроме того, кабельный сенсор влажности и протечек содержит внешнюю диэлектрическую капиллярно-пористую оболочку 5, охватывающую внешнюю токопроводящую обкладку 4, выполненную в виде сетки из электропроводящих нитей.
Внешняя диэлектрическая капиллярно-пористая оболочка 5 может быть выполнена из стекловолокна или из полимерных волокон.
Используется предложенный кабельный сенсор влажности и протечек следующим образом.
Конструкция кабельный сенсор представляет собой по существу длинный цилиндрический конденсатор. Роль конденсаторных пластин в этом конденсаторе выполняют внутренняя поверхность внешней токопроводящей обкладки 4, выполненной в виде сетки из электропроводящих металлических проволок или углеродных нитей, и внешняя сторона электропроводящей оболочки 2 для токопроводящей металлической жилы 1. Роль диэлектрической прокладки внутри этого конденсатора выполняет диэлектрическая прокладка 3 из влагопоглощающего материала, сотканная из стекловолокон или полимерных волокон. В силу своей конструкции и технологии изготовления такой «кабель-конденсатор» может иметь практически любую длину, обладает высокой прочностью и эксплуатационной надежностью, в частности, легко гнется, устойчив к внешним механическим воздействиям, вибрации и т.п.
Для защиты от внешних механических воздействий и обеспечения безопасности при использовании в местах, где не допускается электрический контакт с поверхностями, на которых устройство размещено, оно содержит внешнюю диэлектрическую капиллярно-пористую оболочку 5, охватывающую внешнюю токопроводящую обкладку 4, выполненную в виде сетки из электропроводящих нитей.
Если поместить такой кабельный сенсор влажности и протечек во влажный воздух, то находящиеся там капли 6 воды или иной электропроводящей жидкости взаимодействуют с ним и, проникая через внешнюю диэлектрическую капиллярно-пористую оболочку 5 и внешнюю токопроводящую обкладку 4, выполненную в виде сетки из электропроводящих металлических или углеродных нитей, впитываются (сорбируются) внутрь диэлектрической прокладки 3 из влагопоглощающего материала, сотканной из стекловолокон или полимерных волокон, изменяя при этом ее диэлектрическую постоянную. Это приводит к изменению измеряемой электрической емкости такого кабельного сенсора.
Зависимость емкости С от влажности окружающей среды φа и основными геометрическими параметрами предложенного кабельного сенсора описывается выражением
где S - площадь внешней поверхность;
1 - толщина диэлектрической прокладки 3 из влагопоглощающего материала;
ε - диэлектрическая постоянная воды;
k1, k2 - постоянные коэффициенты.
Из приведенного выше соотношения следует, что изменение влажности окружающей среды приводит к пропорциональному изменению измеряемой емкости.
При протечках, что проявляется как резкое изменение влажности окружающей среды изменение емкости будет скачкообразным, что можно учитывать при снятии измерений с измерителя емкости.
Благодаря протяженной конструкции кабеля-конденсатора его внешняя сенсорная площадь и эффективный сенсорный объем, захватывающий молекулы воды практически не ограничен. Это обстоятельство позволяет, соответственно, неограниченно расширить объемы контролируемого ими пространства без снижения точности измерений.
Таким образом, в предложенной конструкции датчика влажности достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационной надежности и безопасности применения.
Claims (3)
1. Кабельный сенсор влажности и протечек, выполненный в виде внутренней и внешней токопроводящих обкладок, между которыми размещена диэлектрическая прокладка из влагопоглощающего материала, причем токопроводящие обкладки выполнены с возможностью включения в последовательную цепь с источником тока и измерителем емкости, внешняя токопроводящая обкладка выполнена в виде сетки из электропроводящих нитей, внутренняя токопроводящая обкладка выполнена в виде токопроводящей металлической жилы, помещенной в электропроводящую оболочку, а диэлектрическая прокладка выполнена сотканной из полимерных волокон, отличающийся тем, что введена внешняя диэлектрическая капиллярно-пористая оболочка, охватывающая внешнюю токопроводящую обкладку, выполненную в виде сетки из электропроводящих нитей.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внешняя диэлектрическая капиллярно-пористая оболочка выполнена из стекловолокна.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внешняя диэлектрическая капиллярно-пористая оболочка выполнена из полимерных волокон.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018137133U RU186924U1 (ru) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | Кабельный сенсор влажности и протечек |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018137133U RU186924U1 (ru) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | Кабельный сенсор влажности и протечек |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU186924U1 true RU186924U1 (ru) | 2019-02-11 |
Family
ID=65442212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018137133U RU186924U1 (ru) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | Кабельный сенсор влажности и протечек |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU186924U1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4752855A (en) * | 1986-04-16 | 1988-06-21 | Robert Bosch Gmbh | Capacitative-type humidity sensing element and system, and method of manufacture |
RU2096777C1 (ru) * | 1996-06-14 | 1997-11-20 | Государственное предприятие Техноцентр "Лазерная диагностика и чистые технологии" Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники | Датчик влажности |
RU2167414C1 (ru) * | 1999-11-24 | 2001-05-20 | Государственное предприятие Ленинградская атомная электростанция им. В.И. Ленина | Емкостной датчик влажности |
WO2006086178A1 (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-17 | 3M Innovative Properties Company | Liquid leakage sensor |
RU2545485C1 (ru) * | 2013-12-17 | 2015-04-10 | Юрий Иванович Сакуненко | Датчик утечек электропроводящих жидкостей |
RU173364U1 (ru) * | 2017-04-03 | 2017-08-23 | Дмитрий Александрович Бурляй | Датчик утечек жидкостей |
-
2018
- 2018-10-22 RU RU2018137133U patent/RU186924U1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4752855A (en) * | 1986-04-16 | 1988-06-21 | Robert Bosch Gmbh | Capacitative-type humidity sensing element and system, and method of manufacture |
RU2096777C1 (ru) * | 1996-06-14 | 1997-11-20 | Государственное предприятие Техноцентр "Лазерная диагностика и чистые технологии" Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники | Датчик влажности |
RU2167414C1 (ru) * | 1999-11-24 | 2001-05-20 | Государственное предприятие Ленинградская атомная электростанция им. В.И. Ленина | Емкостной датчик влажности |
WO2006086178A1 (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-17 | 3M Innovative Properties Company | Liquid leakage sensor |
RU2545485C1 (ru) * | 2013-12-17 | 2015-04-10 | Юрий Иванович Сакуненко | Датчик утечек электропроводящих жидкостей |
RU173364U1 (ru) * | 2017-04-03 | 2017-08-23 | Дмитрий Александрович Бурляй | Датчик утечек жидкостей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5463377A (en) | Apparatus for detecting the presence of a liquid | |
US9089809B2 (en) | Methods and sensors for the detection of active carbon filters degradation with EMIS-ECIS PWAS | |
Bera et al. | Study of a modified capacitance-type level transducer for any type of liquid | |
RU179730U1 (ru) | Датчик влажности | |
RU2672814C1 (ru) | Датчик влажности | |
US4858063A (en) | Spiral configuration of electrodes and dielectric material for sensing an environmental property | |
RU152497U1 (ru) | Датчик влажности | |
RU186924U1 (ru) | Кабельный сенсор влажности и протечек | |
RU187823U1 (ru) | Кабельный сенсор влажности и протечек | |
CN106404843A (zh) | 基于电学测量的四点式自适应调节无损检测探头 | |
CN108459058A (zh) | 一种检测植物叶片含水量的电容传感器及其该传感器组成的测量装置 | |
CN105973941A (zh) | 利用相角差测量绝缘子表面污秽受潮程度的方法及装置 | |
US3077774A (en) | Humidity indicating device | |
US3574681A (en) | Aluminum oxide humidity sensor | |
JP4782506B2 (ja) | 静電容量式センサ | |
CN101893544A (zh) | 一种表面湿润传感器 | |
US2767574A (en) | Apparatus for indicating moisture in oil | |
RU2167414C1 (ru) | Емкостной датчик влажности | |
RU90204U1 (ru) | Устройство для контроля защищенности подземных металлических сооружений | |
JPH07120346A (ja) | 吸水検知シート | |
CN107817212B (zh) | 一种微液膜离子浓度传感器 | |
RU2675193C1 (ru) | Датчик утечек | |
RU2096777C1 (ru) | Датчик влажности | |
CN207516298U (zh) | 一种电容式传感器 | |
JP4967673B2 (ja) | 電気機器の液体容器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191023 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20210218 |