“Fringing” current influence on results ofmeasuring cross-section area of liquid flow by a conductive sensor

Abstract

The work presents the results of theoretical research and simulation of “fringing” current distribution and its influence on the output signal of a conductive sensor which is used as a measuring device for determining a cross-sectional area of liquid flow (in particular, milk flow) and consists of electrodes placed on the walls of the dielectric tube with a rectangular cross-section. As a result, an influence coefficient of fringing current on measurement results has been obtained, which determines the deviation of the total current of the sensor from the current of the same sensor without taking into account the fringing current. It has been determined the cross-sectional area of the current flow where fringing current significantly influences the value of the sensor output signal. This allows determining the minimum length of the conductive sensor. The results of research are presented in graphical and numerical forms. Наведено результати теоретичних досліджень та моделювання ступеня впливу струмів розсіювання на вихідний сигнал кондуктивного сенсору, що складаються з електродів, розташованих на стінках діелектричної труби прямокутного перерізу, який використовується як вимірювач площі поперечного перерізу потоку рідини (молока). У результаті отримано значення коефіцієнта впливу струмів розсіювання на результати вимірювання, який визначає відхилення величини загального струму сенсора порівняно з величиною струму, що протікає по поперечному перерізу, який збігається з поверхнею електродів, тобто основного струму. Загальний струм сенсора визначається як сума основного струму та струму розсіювання. Визначено відстань, що відлічується по осьовій лінії труби від границі протікання основного струму, від краю електродів сенсора, на якій струми розтікання спричиняють відчутний вплив на величину вихідного струму сенсора, що дає змогу визначити мінімальну довжину сенсора. Результати дослідження подано в графічній та числовій формі.