Автоматический измеритель концентрации веществ

Автоматический измеритель концентрации веществ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,г «: ф ««б

« °

« п1> 4570 23

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскии

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 17.01.72 (21) 1741154/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.01.75. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 11.03.75 (51) М. Кл. G Oln 27/22

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 543.712.2 (088.8) по делам изобретений и открытий

72) Автор изобретения

А. П. Гусев (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ

ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к области исследования материалов с помощью электрических средств обнаружения и может быть использовано для непрерывного автоматического измерения, например, содержания асбеста в отходах.

Известный автоматический измеритель содержит тенератор высокой частоты, связанный с тремя резонансными контурами, емкостной дифференциальный датчик, включенный в два соответственно расстроенных колебательных контура, фазовый детектор и регистрирующий пр ибор.

С целью, повышения точности измерения путем автоматической компенсации толщины слоя исследуемого материала на результаты измерения в,соответственно расстроенные контуры измерительного устройства, кроме дифференциального емкостного датчика, включен дифференциальный индуктивный датчик, стабилизирующий рабочие точки контуров при изменении емкости датчика. Конструкти вно зба датчика объединены в один индуктивноемкостный дифференциальный датчи к.

На фиг. 1 приведена, принципиальная схема устройства; на фиг, 2 — принцип компенсации изменения толщины исследуемого материала.

Автоматический измеритель концентрации компонентов состоит из генератора высокой частоты 1; резонансных контуров 2 — 4, катушек связи 5 — 7; высокочастотных трансформаторов 8, 9, детекторов 10, 11 и,показывающего прибора. Контуры 2, 3 имеют совершенно аналогичную схему и выводы для подключения индуктивно-емкостного дифференц иального датчика с индуктивной катушкой 12 к электродам 13 — 15. Электроды 13, 14 и дифференциальная индуктивная катушка 12 укреплены на под|вижной относительно электрода 15 ди10 электрической пластине 16. Датчик,конструктивно выполнен в виде одного узла и закрыт общим экраном для устранения взаимной индукции с катушек 17 и 18.

Контур 4 имеет более высокую величину

15 добротности, чем контуры 2 и 3 и предназначен для устранения дрейфа нулевой точки при изменениями параметров схемы под действием колебаний температуры, влажности и частоты.

Электрод выполнен в виде неподвижной ме20 таллической заземленной пластины. Электроды 13, 14 и инду кти вный дифференциальный датчик с индуктивной катушкой 12 размещены над электродом 15 таким образом, что под действием собственного .веса лежат на поверх25 ности исследуемого материала.

При отсутствии материала между электродами датчика рабочие точки контуров 2, 3 находятся соответственно в точках А и Б, а контур 4 имеет постоянную настройку на резо нан30 сную частоту измерительного генератора

457023

3 (фиг. 2). При этом токи контура 2, т. е. 1ь и контура 3, т. е..4, поступающие в.первичную обмотку трансформатора 8, равны по величине и противоположны по направлению. При этих условиях стрелка прибора находится в нулевом положении. Если между электродами датчика поместить испытываемый образец 19, то точки А и Б контуров 2, 3 переместятся соответственно в точки А и Б, ток в контуре 4 увеличится на AI>, ток в контуре 3 уменьшится íà AI>. В результате стрелка амперметра покажет отклонение, соответствующее Al +

+Al>. Следовательно, по этому сигналу можно определить и изменение емкости. Однако известно, что емкость двухпластинчатого параллельного конденсатора определяется выражением:

С

l õ где С вЂ” емкость конденсатора, пф; в — диэлектрическая проницаемость матер иала между обкладками конденсатора;

S — площадь пластин, см, 4 — расстояние, между обкладками конденсатора, мм.

Из формулы видно, что при постоянной площади пластин емкость конденсатора зависит от диэлектрической проницаемости исследуемого материала и от расстояния между пластинами, которое зависит от толщины исследуемого образца. Индуктивность датчика с индуктивной катушкой 12 зависит от того, на како м расстоянии от него находится заземленная металлическая пластина 15. Индуктивность уменьшается при уменьшении расстоя ния 4, а емкость датчика увеличивается. Но так как рабочая точка контура (или частота) определяется из выражения: где

f ðàá—

2г. 1 1.рСр

L,(L я-ЛЬ.) р

Lp+(L + dL ) с,=- с,-+ (с, ьс), 10 то в п редлагаемом устройстве уменьшение толщины .исследуемого образца (предположим, что в образца не изменилась) вызывает уменьшение межэлектродного расстояния 4, что вызывает увеличение емкости датчика и

15 уменьшение его индуктивности. Увеличение же расстояния (, вызывает увеличение индуктивности и уменьшение емкости. Подобрав параметры индуктивности и ем кости датчика таким образом, чтобы рабочие точки А" и Б"

20 возвращались (благодаря изменению индуктивности) в точки А и Б, добиваются того, что изменение толщины спая .исследуемого образца не вызывает погрешности измерения.

Предмет изобретения

Автоматический измеритель, концентрации веществ, содержащий генератор высокой частоты, связанный с тремя резонансными контурами, емкостной дифференциальный датчик, 30 катушечку индуктивности, фазовый детектор и регистрирующий прибор, о т л:и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности путем автоматической компенсации влияния толщины исследуемого вещества на результаты изме35 рения, катушка индуктивности, сердечник которой жестко закреплен, расположена на одной .из обкладок емкостного датчика и меха,нически связанна с ней, а емкостный дифференциальный датчик включен в контур парал40 лельно с катушкой индуктивности, являющейся дополнительным датчиком.

457023

Б с, ьг Сз .г

4 U2

Составитель Г. Петрова

Техред Т. Курилко

Корректор T. Хворова

Редактор Л. Цветкова

Зак,аз 390/4 Изд. № 1028 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, и