Диэлькометрический концентратомер

Диэлькометрический концентратомер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

о П И С.л. йи и

ИЗОБВЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических республик («>714260

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 28.01.77 (23) 2447479/18-25 (И)М. Кл.

Я 01 Й 27/22 с присоединением заявки М йеударетвеяяыВ кемитет

CCCP де делам яаееуетеняй и етярытяй (23) Приоритет—

Опубликовано 05,02.80. Бюллетень М 5 (53) УД 551 508..7 (088.8) Дата опубликования описания 08,02.80

10. В. Подгорный, О. П. Россиневич, H. Н. Нефедов и В, С. Агеев (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) ПИЭПЬКОМ ЕТРИЧЕСКИ Й КОНПЕНТРАТОМ ЕР.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть ис- пользовано для анализа состава жидких химических продук тов.

Известны диэлькометрические концентраторы, содержащие емкостный датчю, заполняемый контролируемым веществом, устройством для измерения емкости датчика, выход которого проградуирован в значениях измеряемой концентрации, тер3.0 мометр сопротивления, смонтированный совместно с датчиком, и устройство, компенсирующее изменение емкости датчика, вызванное изменением температуры вещества, изменением емкости вспомога35 тельного конденсатора, например, варикапа. Последний управляется сигналом с термометра сопротивления 111 .

Недостатком таких устройств является то, что сигнал (изменение емкости), компенсирующий влияние температуры, часто значительно превосходит по величине сигнал об измеряемой концентрацин . (например, при измерении микроконцентраций).

Наиболее близким техническим решением является диэлькометрический конценгратомер, содержащий два емкостных преобразователя (рабочий и эталонный), устройство для измерения разности емкостей рабочего и эталонного цреобраэователей и устройство для преобразования указанной разности в электрический сигнал пропорциональный измеряемой концентрации (2),С целью уменьшения температурной погрешности конструктивно датчики выполнены так, чтобы обеспечивался хороший теплообмен между содержимым эталонного и рабочего преобразователей, например, контролируемое вещество протекает через рубашку эталонного преобразователя.

Недостатком данного диэлькометрического концентратомера является то, что в нем температурная погрешность полностью исключается только в одной точке диапазона контролируемых концентраций, в точ3. " — 71 :12г О 4 ке, где концентрации компонентов в этя- лорн«ональный электр« «ск«« сигнап няп-! лонюм «рабочем преобразователе ряв ия, ример, потенциометр Р и, который мехя тяк как в этом случае температурные ко- ническ«связан с подвижным электродом эффициенгы содержимого обоих преобря- конденсатора С; термочувствительный рмо чувствительны зовятелей равны. В остальных точках ди- 5 мост, плечи которого образованы термометапазона температурная погрешность иск- . ром соп ютивления Р и

f я и резисторами к4, лючается лишь частично. При этом оста- Р >, М >, потенциометрический мос

1 точная погрешность достигает, например, два плече которого образованы резистопри измерении концентрации воды в бен- рами Я и 3 гс > — по тенциометр, золе 5"А на каждые десять градусов. t0 образующий два других плеча потенциоЦепь предлагаемого изобретения - иск- метрического моста. лючение температурной погрешности во всем диапазоне измеряемых концентраций. Вершины диагонали питания термочувЛпя этого в известный диэпькометри ствительного моста соединены с источни ческий концентратомер дополнительно вве- 1 ком постоянного гока, а вершины измеридены термочувствитепьнъ|й и потенциомет- тельной диагонали соединены с вершинами рический мосты, причем вершины диагона- диагонали питания потенциометрического йи IIlffàíèÿ термочувствительйого моста моста, Потенциометр R связан эпекrpoсоединены с источником постоянного гока, механической связью с преобразующим а вершины измерительной диагснали сое- 2о потенциометром 2>. Общая гочка соедидинены с вершинами диагонапи питания потенциометрического моста, два ппеча диэпькометрического концентратомера. которого образованы потенциометром, при- чем подвижный контакт потенциометра Ц ерез рабочий преобразователь С просвязан электромеханической связью с уст- 5

13о р ГТГ1 текает контролируемое вещество,. затем ройством дпя преобразования разности оно проходит через рубашку эталонного емкостей рабочего и эталонного преобра- б прео разоватепя, Эталонный преобрвэоввзова тел ей. гель содержит пробу вещества иэвестноВведение,в конструкцию диэпькометри- го сос в . Н го состава. впример, он может содер- ческого концентратора термочувствитель- о ж б 2,57 жать про у с 2,5% воды, если содержаного и потенциометрического мостов поз ние воды в промышленной пробе колеблетвопяет в выходной сигнал (напряжение по- ся между О и 5 /. Р о. Разность емкостей стоян«ого тока), пропорциональный кон- эталонного и б ра очего нрео раэоватепей б центрации контролируемой компоненты, измеряется с помощью устройства 1, предвводить компенсирующий сигняп с инди- З ставпяющего ставпяющего собой, например, схему с кяторной диагонали потенциометрическо) о параметри1 ески параметрически модулированным пассивным моста; пропорциональный температуре и резонансным контуром, к кото ому nepuopàçíîñòè концентраций контролируемой дически подключаются эталонный и рабокомпоненты в рабочем и эталонном пре- чий п еоб чии преобразоватепи. Разность их емкособраэова телях. Ко .пенсирующий сигнал, тей компенсирует мпенсируется с помощью конденсвсуммируясь с сигнвпом, пропорционапьным гора переменной емкости С концент а и к рации контропируемой компоненты, ченного параппепьно рабочему преобрвзоискпючает температурную погрешность во вателю, С осью ротора конденсатора Си всем диапазоне контролируемых концент- механически св раций.

45 ски связаны подвижные контак- ты потенциометров К И и R П . ПотенНа чертеже представлена схема пред- циометр R> преобразует разность емкоспагаемого диэпькометрического концент- тей. С С р атом ер а. и в пропорциональный эпектрический сигнал. В общем спучае

Дизпькометрический койцентратомер разность емкостей рабочего и эталонносодержит рабочий нреобраэоватепь Ср, го преобраэоватепей ойредепяется разноэталонный С, уст йство 1 пя иэме, у ро 1 дпя изме- стью диэлектрических проницаемостей их рения разности емкостей рабочего и эта- содержимого: лонного преобразователей, представпяющее собои устройство 2 дпя сличения ем- ) 1 ) " о ) ) о, костей рабочего и эталонного преобразо- 5 где Я, (И т ) — Л

) — диэ ектрическая пронивятепей и конденсатор, компенсирующий цаемость вещества в разность емкостей С; устройство для и 1 рабочем лреобразоватепреобрязования разности емкостей в про- пе;

7112 tO

Я (!! Т ) — диэл+ Kтри 1! cKQH пронило цаемость Вашества в эталон!лом преобразователе; — текущая температура анализируемого вещества;

11л — концентРациЯ контРолиРУемой компоненты; т .о- концентрация контроли- 1.11 руемой компоненть! в эталонном преобразователе обычно выбирается равной половине диапазона измеряемых концентраций.

После несложных преобразований выражение (1) можно представить в следуюшем ниде:

sE(nT1 =In,-в, yC„-C 1(1т C 1Щ11с! где Я вЂ” диэлектрическая проницаемость компоненты, концент-, рация которой определяется;

Я вЂ” диэлек трическая проницаемость основной компоненты анализируемой жидкос ти;

А1- температурный коэффициент первой компоненты, 30

4 — температурный кЬэффициент второй компоненты;

T> — температура анализируемой жидкости, при которой проводилась градуировкв концентра том ер а.

Вторым членом в выражении (2) определяется поправка, которая должна быть введена в результат измерения с, целью исключения температурной погрешности.

Она вводится в виде напряженияЬ0 (tt47 ), снимаемого с индикаторной диагонали поI тенциометрического моста, R „

R g и суммируемого с напряжением ,U (пл Т ) на подвижном контакте потен45 циометра R < . Сопротивление плеч R 4 и R g выбрано таким, что при равенстве концентраций в рабочем и эталонном преобразователях напряжение на выходе моста отсутствует, т.е. .<4 tlat!I!cIII-! ла т1„ где и < Ill>> — максимальная концентрация контролируемой компоненть1, Твк, например, если в эталонном преобразова.теле концентрация контролируемой компо55 ненты выбрана равной половине диапазона измеряемых концентраций, то R 4 = к 5

Питание моста осуществляется напряжением, пропорциональным разности температур измерения и Градуировки, поступвкьшим c . т рмо !увствительного моста

Й2, g>, P» . Коэффициент пропорцио2

1 нвньнсстн выбнрввтсн равным ††в

4 соответствующим подбором постоянного напряжения Е, питающего: термочувствительиый мост, и его плеч R Я

Ч

Погрешность температурной компенсации определяется выражением: и на краю диапазона, например, для смеси бензол (Е2 2,28 Q2 IIt2=-19.5.10 4 на градус) и хлорбенэол (f< = 5,8,с + =

=173 ° 10 4 на градус) не превышает о

0,1% на 10 С, в то время как погрешность измерения концентраций без термокомпенс уии составляла бы 47 на каждые 10 С.

Таким образом, предлагаемый концентратомер позволяет првкгически исключить температурную погрешносгь в промь!шленных диэлько метрических концентратомервх во всем диапазоне измеряемых концентраций. формула изобретения

Диэлькомегрический концентрвтомер, содержащий двв емкостных преобразователя, рабочий и эталонный, устройство для измерения разности емкостей рабочего и эталонного преобразователей и устройство для преобразования укаэанной разности в пропорциональный электрический сигнал постоянного гока, î r л и— ч а ю шийся тем, что, с целью исключения температурной погрешности во всем диапазоне измеряемых концентраций, в него дополнительно введены термочувствительный и потенциометрический мость1, причем вершины диагонали питания термочувствительного моста соединены с источником постоянного тока, а вершины его измерительной диагонали соединены с вершинами диагонали питания потенциометрического моста, два пле ta которого образованы потенциомегром, причем подвижный контакт потенциометра связан электромеханической связью с устройством для преобразования разности

714260

Составитель О. М аликова

Редактор Б. Павлов Техред М. Келемеш Корректор Я. Веселовская

Заказ 9275/39 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 емкостей рабочего и эталонного преобра-. зователей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Надь Ш. Б. Диэлькомерия, М., "Энергия", 1976, гл. 2.

2. Патент CILIA N. 2826738, кл. 324-61, опублик. 1974.