[发明专利]一种低温浆氢电容式密度测量装置及方法

说明书

一种低温浆氢电容式密度测量装置及方法，包括LCR测量仪和平板电极，平板电极一侧布置有第一椭圆柱电极，另一侧布置有第二椭圆柱电极，第一椭圆柱电极和第二椭圆柱电极的横截面均为椭圆形，并且第一椭圆柱电极和第二椭圆柱电极的横截面的长轴所在直线与平板电极平行；平板电极一端接两根导线，两根导线并联后接于LCR测量仪负极探头；第一椭圆柱电极一端与第二椭圆柱电极一端连接于LCR测量仪正极探头。本发明通过设置平板电极、第一椭圆柱电极和第二椭圆柱电极，分别组成两个电容，采用差动形式连接，提高了灵敏度。依据电容量与相对介电常数的关系，可以得到电极板间流体的相对介电常数，从而实现浆氢的密度的测量。

技术领域

本发明涉及低温浆氢技术领域，具体涉及一种低温浆氢电容式密度测量装置及方法。

背景技术

低温浆体是指在液体中分散着细小固体颗粒的两相低温流体，目前较为常见的低温浆体有浆氢和浆氮。浆氢由于其较高的密度值及热容值，减小了对贮罐尺寸和绝热的要求，在用作火箭和航天飞机的推进剂方面有广阔的应用前景。对浆氢而言，固体颗粒的组分及分布情况对浆体的流动换热特性等有很大的影响，准确的实验数据亦是发展经验型或半经验型状态方程的基础，精密的密度测量装置对浆氢的推广有重大意义。

低温环境在一定程度上增加了浆氢密度测量难度，目前常用的测量方法主要有：辐射衰减法、声速法、微波法和电容法。其中，电容法密度测量装置通过测量电容器极板间电容量的变化来确定流过极板间工质的密度，且结构简单、易安装、动态响应快、安全可靠，被广泛应用于两相流测量。低温浆氢组分及密度的实验研究起步较晚，尚没有成熟的测量仪器产品，目前所存在的电容式密度测量装置适用温度范围较窄，低温下浆氢测量装置精度较差，测量参数易受扰动，难以实现高精度测量的要求。

发明内容

鉴于以上技术中存在的缺点，本发明的目的是提供一种低温浆氢电容式密度测量装置及方法，提高探测电容器的灵敏度，提高浆氢密度测量精度。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种低温浆氢电容式密度测量装置，包括LCR测量仪、平板电极，平板电极的一端设置在第一绝缘装置上，另一端设置在第二绝缘装置上；所述平板电极一侧布置有第一椭圆柱电极，另一侧布置有第二椭圆柱电极，第一椭圆柱电极和第二椭圆柱电极的横截面均为椭圆形，并且第一椭圆柱电极和第二椭圆柱电极的横截面的长轴所在直线均与平板电极平行；

平板电极一端接两根导线，两根导线并联后接于LCR测量仪负极探头；

第一椭圆柱电极一端与第二椭圆柱电极一端均连接于LCR测量仪正极探头。

本发明进一步的改进在于，平板电极为正方形。

本发明进一步的改进在于，第一椭圆柱电极和第二椭圆柱电极的一端设置在第一绝缘装置上，另一端设置在第二绝缘装置上。

本发明进一步的改进在于，第一椭圆柱电极和第二椭圆柱电极对称设置在平板电极两侧；第一椭圆柱电极和第二椭圆柱电极的横截面的长轴。

本发明进一步的改进在于，第一椭圆柱电极和第二椭圆柱电极与平板电极的最小距离均为3mm。

本发明进一步的改进在于，平板电极一端设置有第一突出焊点和第二突出焊点，第一绝缘装置上开设有通孔，导线一端与第一突出焊点和第二突出焊点焊接，另一端穿过第一绝缘装置上通孔。

本发明进一步的改进在于，导线为双层屏蔽电缆。

本发明进一步的改进在于，第一椭圆柱电极和第二椭圆柱电极两端开设螺纹孔，第一椭圆柱电极和第二椭圆柱电极分别通过螺钉与第一绝缘装置和第一绝缘装置连接。

本发明进一步的改进在于，第一绝缘装置和第一绝缘装置上设置有用于放置平板电极、第一椭圆柱电极第二椭圆柱电极的凹槽；

第一椭圆柱电极和第二椭圆柱电极一端均设置有接线柱；