Устройство для измерения электро-проводности жидкости

Устройство для измерения электро-проводности жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

©П ИСАНИ Е (1)798575

ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетсиик

Социалистических республии (6l ) Донолиительиое к авт. саид-ву— (22) Заявлено 05.10.77 (2 I ) 2529158/18 -25 (51)M. Кл.

G 01 N 27/02 с присоединением заявки №вЂ”

Ввудауетвеией камвтат

CCCP ае лавам каабратенкк и еткрытик (23) Приоритет—

Опубликовано 23.01.81. Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 23,01.81 (53) УДК 543.257 (088.8), (72) Автор изобретения. В. Я. Решетннк (71) Заявитель

Запорожский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ

ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к автоматическому контролю технологических параметров и может бьггь использовано для автоматического изме. реник концентраций электропроводящих растворов в гидрометаллургическом, химическом, пищевом и друтих производствах.

Известно устройство для измерения электропроводности жидкости, где применяется четьтрехэлектродный первичный преобразователь. Выход усилителя этого устройства соединен через токоизмерительный прибор с питающими электродами первичного преобразователя, а на вход подается стабилизированное, компенсированное по температуре жидкости, напряжение, которое находится в противофазе:. по отношению к напряжению, снимаемому с измеритель. ных электродов 11).

Однако наличие стабилизированного источника тока усложняет конструкцию прибора.

Кроме того, при значительной длине линии

26 от первичного преобразователя к усилителю ко входу последнего прикладываются значитвльные паразитные наводки, которые искажают усили2 ваемый сигнал и вносят погрешность в измерения.

Известно также устройство, выполненное по компенсационной схеме, в котором используется четырехэлектродный или двухэлектродный первичный преобразователь, трансформатор тока с реохордом в первичной обмотке и делителем напряжения, шунтированным терморезистором, во вторичной. Такое выполнение устройства позволяет исключить стабилизированный источник тока и повысить точность измерения за счет.линеаризации шкалы 12).

Однако в устройстве паразитные наводки на линии также полностью .прикладываются ко входу усилителя и в некоторых случаях могут влиять на результат измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, вьпюлненное по схеме трансформаторного моста: датчик электропроводности, источнйк питания, усилитель (3).

Недостатком устройства является то, что прн автоматическом уравновешивании с помощью следящей системы н реохорда (вместо

3 798575

i p ) эта схема не дает возможности получить линейную относительно электропроводности шкалу, а также не имеет температурной коррекции.

Цель изобретения — повышение точности

S измерения за счет линеаризации шкалы, Поставленная цель достигается тем, что датчик электропроводности включен последовательно с первичной обмоткой одного иэ трансформаторов, вторичная обмотка которого включена встречно со вторичной обмоткой второго трансформатора, шунтированной реохордом, на вход усилителя, а последовательно с первичной обмоткой второго трансформатора включен терморезистор.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства для измерения эпектропроводности жидкости; на фиг. 2 принципиальная схема устройства с термореэистором, шунтирующим делитель напряжения, который нагружен на вторичную обмотку первого трансформатора.

Устройство представляет собой уравновешенный трансформаторный мост с двумя трансформаторами 1 и 2, вторичные обмотки которых включены встречно на вход усилителя показывающего прибора 3. Последовательно с первичной обмоткой трансформатора 1 включен первичный преобразователь 4 электропроводности. Источник 5 питания включен в одну иэ диагонллей моста. Вторичная обмотка трансформатора 1 шунтнрована нагрузочным сопротивлением RH, а вторичная обмотка трансформатора 2 — реохордом R p показывающего прибора. Последовательно с первичной обмоткой трансформатора 2 включен терморезистор .

Устройство работает следующим образом.

Изменение злектропроводности жидкости, в которую погружен первичный преобразователь

gp

4 элекгропроводности, вызывает изменение его сопротивления, а следовательно, изменение тока в первичной обмотке трансформатора 1.

В результате, изменяется напряжение на вторичной обмотке трансформатора 1 (Uy) Это напряжение находится в противофазе с компенсирующим напряжением трансформатора

2 (0 ). разность налряжений LQ = U-> — 11 подается на вход усилителя. Если a U 4 О, то двигатель изменяет сопротивление реохорда до момента, когда установится 6. 0 = О. При этом положении реохорда его сопротивление пропорционально удельной электропроводности контролируемого раствора.

Путем несложных преобразований получаем: Ь . ИЛЬ

5S

И, 1„

И1

1 р и н1 +. q

4 где И„,И вЂ” коэффициенты передачи трансформаторов — сопротивление раствора

А р — сопротивление терморезистора р, — сопротивление реохорда

< =4 у- — электропроводность раствора

Так как для многих технологических растворов наблюдается линейная зависимость электропроводности от концентрации (в заданных диапазонах), то шкалу прибора можно градуировать в единицах концентрации.

Компенсация температурной погрешности при измерении концентрации жидкости осуществляется следующим образом.

При изменении температуры контролируемой жидкости (при постоянной концентрации) изменяется сопротивление первичного преобразователя 4 электропроводности. Например, при увеличении температуры жидкости его сопротивление уменьшается. При этом увеличивается ток через первичную обмотку трансформатора

1, а следовательно, напряжение Ох íà его выходе. Одновременно с изменением (повышением) температуры жидкости изменяется сопротивление терморезистора, погруженного в нее. При отрицательном температурном коэффициенте терморезистора его сопротивление в данном случае уменьшается. Это вызывает увеличение тока через первичную обмотку трансформатора 2 и, как следствие, увеличение компенсирующего напряжения U на его вторичной обмотке на величину, равную изменению напряжения U . Так как эти напряжения включены встречно, их разность равна

О, двигатель и реохорд при этом остаются неподвижными показания прибора не изменяются.

В этом случае компенсация температурной погрешности осуществляется следующим образом.

Изменение температуры жидкости приводит к изменению сопротивления первичного преобразователя и тока через первичную обмотку трансформатора 1. Пропорционально изменяется ток в его вторичной обмотке. Этот ток распределяется по двум ветвям (Rq и R Н ) обратно пропорционально сопротивлениям ветвей, Так как одновременно с изменением температуры жидкости изменяется сопротивление 1, что изменяется также сила тока, протекающего через него на величину, пропорциональную изменению тока в первичной обмотке. При этом ток через делитель Rp, а следовательно, напряжение Ох остаются неизменными.

Использование устройства в качестве концентратомера щелочности растворов и пульп в глиноземном производстве позволяет осуществить автоматический контроль и управление про5 798575 6 цессами отмывки гидроокиси алюминия и шла- одного иэ трансформаторов, вторичная обмотка ма от щелочи н улучшить технико-зкономичес- которого включена встречно со вторичной кие показатели процесса. обмоткой второго трансформатора ко входу усилителя и шунтирована реохордом, а последовательно с первичной обмоткой второго транФормула изобретения сформатора включен терморезистор, Источники информации, Устройство для измерения электропровод- принятые во внимание прн экспертизе ности жидкости, содержащее трансформаторный 1. Патент ФРГ М 12385б7, кл. С 21 29/Ol, мост с двумя трансформаторами, датчик 1п 1968. электропроводности, источник питания, усили- 2. Авторское свидетельство СССР по заявке. тель, связанный через двигатель среохордом NÐ 2175750/25, кл. G Ol N 27/02, 197б. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 3, Лопатин Б. А. Теоретические основы повышения точности измерения, датчик вклю- электрохимических методов анализа. М., "Вы чен последовательно с первичной обмоткой is шая школа", 1975, с. 128, рис. 78„

Г

ВНИИПИ Заказ 10013/53

Тираж )1$ Подписное

Филиал ПГГП "Гlатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4