Устройство для измерения электро-проводности

Устройство для измерения электро-проводности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социвпистическик

Республик

О П И С А Н И Е < 832435

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 11. 07. 79 (21) 2795103/18-25 (51)М. Кл.

G 0I М 27/02 с присоединением заявки .%

Государственный комитет (23) Приоритет ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 23 ° 05 ° 81 ° Бюллетень М 19

Дата опубликования описания 30.05 ° 81 (53}УДК 543.257 (088. 8) (72) Автор изобретения

В.В.Туренко

» . (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ

Изобретение относится к измерению электрофизических параметров жидкостей и может быть использовано в морской кондуктокетрии, экспериментальной гидродинамике, а также в тех отраслях промьплзтенности, где требуется вести контроль параметров электропроводящих сред.

Известны устройства для электри— ческой проводимости жидкости, ис10 пользующие метод непосредственного преобразования проводимости в электрический сигнал, которые содержат источник переменного напряжения, питающий и измерительный трансформа!

5 торы и вторичный измерительный прибор, например, вольтметр переменного тока, подключенный к измерительному трансформатору через цепи усиления и преобразования сиг1тала (1 1.

Наиболее близким к изобретении по технической сущности является устройство для измерения электрической проводимости жидкости, содержа2 щее питающий трансформатор с входной обмоткой, подключенной к источнику переменного напряжения, и измерительный трансформатор с выходной обмот-. кой, которая соединена с детектором, в обмотки трансформаторов введена петля из токопроводящего материала (2).

Не)1остатком известного устройства является низкая точность измерения, которая обусловлена нестабильностью коэффициента преобразования электрической проводимости в выходное напряжение из-за нестабильности параметров сердечника, источника переменного напряжения и т.п.

Цель изобретения — повьппение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что устройство для измерения электрической проводимости, содержащее питающий н измерительный трансформаторы с обмотками, подключенными соответственно к источнику переменного напряжения и детектору, в обмотки трансфор32435 4

5 !

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит питающий и измерительный трансформаторы 1 и 2, снабженные, соответственно, входной обмоткой 3, расположенной на ферромагнитном тороидальном сердечнике 4, и выходной обмоткой 5, расположенной на другом ферромагнитном сердечнике 6. Обмотка 3 подключена к источнику 7 переменного напряжения, например, синусоидальной формы, а обмотка 5 — ко входу детектора 8. Питающий и измерительный трансформаторы 1 и 2 связаны между собой жидкостным витком 9, охватывающим тороидальные сердечники 4 и 6.

Жидкостной виток 9 образуется замкнутым пространственным контуром, заполненным исследуемой жидкостью.

Жидкостный виток 9 на чертеже показан условно ограниченным, но в общем случае, например при измерениях в океане, границы его неопределенны и в образовании его участвует весь объем жидкости, окружающей сердечники 4 и 6. В обмотки 3 и 5 трансформаторов 1 и 2 введена петля 10 иэ токопроводящего материала, в коТорую включен эталонный резистор 11.:

Петля 10 охватывает оба тороидальных сердечника 4 и 6. Концы петли соединены с ключом 12, управляющий вход которого соединен с импульсным генератором 13. Выход детектора

8, являющийся выходом устройства, соединен через фильтр 14 верхних частот со входом детектора 15, в част ности синхронного. Управляющий вход щей, чем верхняя граничная частота в

55

3 8 маторов введена петля из токопроводящего материала, в которую включен эталонный резистор, дополнительно содержит ключ, импульсный генератор, последовательно соединенные фильтр верхних частот, второй детектор, схему сравнения и интегратор, причем концы петли соединены с ключом, управляющий вход которого соединен с импульсным генератором, вход фильтра верхних частот соединен с выходом первого детектора, ко второму входу схемы сравнения подключен введенный источник опорного напряжения, выход интегратора соединен с управляющим входом источника переменного напряжения, а управляющий вход второго детектора соединен с импульсным генератором.

45 детектора 15 соединен с импульсным генератором 13. Устройство содержит также схему 16 сравнения и источник

17 опорного напряжения, выполненный, например, в виде параметрического стабилизатора на прецизионном стабйлитроне. Первый и второй входы схемы

16 соединены соответственно с выходом детектора 15 и источником 17, а выход — со входом интегратора 18. Выход интегратора 18 подключен к управляющему входу источника 7 переменного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Трансформаторы l и 2 погружают в жидкость, электрическую проводимость которой необходимо измерить. Источв ник 7 вырабатывает переменное напряжение„ амплитуда которого зависит от сигнала на его управляющем входе. Под действием этого напряжения в жидкостном витке 9 возбуждается переменный ток, величина которого пропорциональна мгновенному значению электрической проводимости исследуемой жидкости, осредненному по объему измерения. При этом в обмотке

5 трансформатора 2 возникает сигнал, который после выпрямления детектором 8 поступает на выход устройства.

Выходной сигнал детектора 8 регистрируется вторичными приборами, например вольтметром постоянного тока для измерения средних значений проводимости, вольтметром переменного тока, анализатором спектра частот и т.п. — для измерения пульсационных значений исследуемого параметра. Аналогичным образом под действием напряжения, приложенного к обмотке 3, в петле 10 протекает пульсирующий ток. Частота следования и скважность импульсов переменного тока определяется импульсным генератором !3, управляющим работой ключа 12. Частота управляющих импульсов генератора

13 выбирается преимущественно больспектре исследуемого сигнала, а скважность, преимущественно, равна 2.

Амплитуда тока в витке !О при неизменном напряжении источника 7 определяется сопротивлением эталонного резистора 11. В обмотке 5 измерительного трансформатора 2 сигнал, пропорциональный току в витке 10, сумируется с сигналом, вызванным током в

832435

Формула изобретения

5 жидкостном витке 9, и после выпрямления поступает на выход устройства и вход фильтра 14, который задерживает постоянную составляющую и низкочастотные пульсации выходного напряжения, вызванные измеряемой проводимостью, поэтому сигнал на входе детектора 15 практически содержит только переменную составляющую, зависящую от сопротивления эталонного резистора 11. Выпрямленный детектором

15 сигнал сравнивается с высокостабильным напряжением источника 17.

Если коэффициент преобразования устройства равен заданному значению, то сигнал на выходе схемы 16 сравнеHHH не появляется, напряжение на выходе интегратора 18 и переменное напряжение на выходе источника 7 остаются неизменными. В случае изме-. нения коэффициента преобразования, например, в результате влияния окружающей температуры, происходит соответствующее изменение сигналов на выходе фильтра 14 и детектора

15, что приводит к появлению сигнала рассогласования на выходе схемы 16, изменению управляющего напряжения на выходе интегратора 18 и напряжения, подводимого к обмотке 3 питающего трансформатора I. Причем, при увеличении коэФФициента преобразования напряжения на выходе источника 7 уменьшается, а при уменьшении— возрастает. Изменение этого напряжения происходит до тех пор, пока коэффициент передачи устройства не станет равным заданному .значению.

При этом напряжение на выходе схемы

16 равно нулю.

Таким образом, положительный эффект устройства заключается в повьпцении точности измерения путем автоматического поддержания постоянства коэффициента преобразования по пульсирующему сигналу, формируемому с помощью эталонного резистора.

Устройство для измерения электро10 проводности, содержащее питающий и измерительный трансформаторы с обмотками, подключенными соответственно к источнику переменного напряжения и детектору, в обмотки трансформаторов введена петля из токопроводящего материала в которую включен эталонный резистор, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство рр дополнительно содержит ключ, импульсный генератор, последовательно соединенные фильтр верхних частот, второй детектор, - схему сравнения и интегратор, причем концы петли соединены с ключом, управляющий вход которого соединен с импульсным генератором, вход фильтра верхних частот соединен с выходом первого детектора, ко второму входу схемы сравнения

З подключен введенный источник опорного напряжения, выход интегратора соединен с управляющим входом источника переменного напряжения, а управляющий вход второго детектора соединен с импульсным генератором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

Ф 595668, кл. G 01 и 27/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

))- 5)5059, кл. G 01 М 27/02, 1969 (прототип).

832435

Составитель M.Êðèâåíêo

Редактор 0.Черниченко Техред Е.Гаврилешко Корректор 0.Билак

Заказ 4081 37 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035,, Москва, >{-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4