Кондуктометрическое устройство

Кондуктометрическое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Ресйубпнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 0303.80 (21) 2887841/18-25 (51)М с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

G N 27/02

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (53) УДК 543.2S7. (088.8) Опубликовано 30.1281. Бюллетень N9 48

Дата опубликования описания 3012.81 (72) Авторы изобретения

В.В.Туренко, Ю.Н.Коэятинский, П.А ° Ергн и Ю.A.Ãðèãoðüåâ

) !

) (71) Заявитель (54) КОНДУКТО)1ЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к физико- . механичесному анализу, а именно к устройствам контроля параметров электролитов путем измерения их удельной электрической проводимости (УЭП), и может найти применение в тех отраслях промышленности, где требуется вести контроль параметров электропроводящих сред.

Известно устройство для измерения параметров электролитов, содержащее источник переменного напряжения и два датчика элентропроводности, которые включены дифференциально l1). Недостатком известного устропст- 15 ва является низкая точность измерения из-за изменений УЭП жидкости, не связанных с контролируемым параметром.

Наиболее близким к предлагаемому 20 является кондуктометрическое устройство, которое содержит измерительный и компенсационный датчик трансформаторного тина, причем измерительный датчик снабжен насадкой с профилированной прорезью. Входы обоих датчиков подключены к одному источнику питания переменного тока, а выходы соединены дифференциально и подключены ко входу измерительного прнбо- 30 ра. Принцип действия известного устройства основан на изменении связи между питающим и измерительным трансформаторами датчика в результате изменения геометрических размеров жидкостного витка по мере изменения уровня жидкости (2).

Недостатком известного устройства является зависимость показаний измерительного прибора от УЭП электролита, ксторая зависит от температуры, концентрации и других факторов что снижает точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем исключения влияния УЭП электролита на результаты измерений.

Указанная цель достигается тем, что кондуктометрическое устройство, содержащее измерительный и конденсационный датчики, генератор переменного напряжения, подключенный к вхо-. дам этих датчиков, и измерительный прибор, дополнительно снабжено источником опорного напряжения и схемой сравнения, причем генератор переменного напряжения выполнен регулируемым, первый и второй входы схемы сравнения подключены к выходу компенсационного датчика и источ894522

При фиксированном выходном напряжении генератора 1 под действием синусоидального напряжения U<, подводимого к входам датчиков 2 и 3 на выходе усилителей б и 7 появляются напряжения U< и U амплитуды которых определяют по формулам (1) 50 (2) kUP(f) h

kv<-Õ., ил

2 где k коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров датчиков 2 и 3 (число витков в трансформаторах, геометрических размеров и т.д.), а также параметров усилителей б и 7; 60

УЭП электролита, в котором производят измерения; функция, определяемая изменением геометрических размеров жидкостного вит- 65

f {h)нику опорного напряжения соответственно, выход схемы сравнения соединен с управляющим входом генератора переменного напряжения, а измерительный прибор подключен к вы<оду измерительного датчика.

Схема сравнения выполнена в виде последовательно соединенных усилителя .вход которого подключен к выходу компенсационного датчика, детектора и суммирующего интегратора, первый вход которого соединен с выходом !

О детектора, второй — с источником опорного напряжения, а выход — с управляющим входом генератора переменного напряжения.

На чертеже представлена схема 15 устройства.

Кондуктометрическое устройство содержит регулируемый генератор 1 переменного напряжения, который подключен параллельно к входам измерительного и компенсационного датчиков 2 и 3 трансформаторного типа с жидкостными витками 4 и 5 связи.

Выходы датчиков 2 и 3 подключены к входам идентичных усилителей б и 5

7 соответственно, которые работают в режиме источника напряжения, управляемого входным током. Выходы усилителей б и 7 соединены с измерительным прибором 8 и детектором 9 у) соответственно. Первый и второй входы интегратора 10 соединены с выходом детектора 9 и источнико л 11 опорного напряжения, а выход — с управляющим входом генератора 1. Источник 11 выполнен в виде парамет-, рического стабилизатора на прецизионных стабилитронах, усилитель 7, детектор 9, интегратор 10 образуют схему 12 сравнения выходного сигнала датчика 3 с опорным напрях<ением 4О источника 11. ка 4 измерительного датчика 2 в зависимости от измеряемого параметра, например от уровня электролита.

Из формулы (1) видно, что напряжение на выходе усилителя б, подключенного к измерительному датчику 2, зависит как от функции f(h), связанной с измеряемым параметром,так и от УЭП электролита. ДИфференциальное включение измерительного прибора (как это сделано в известном устройстве), обеспечивает только частичную компенсацию влияния УЭП электролита на результаты измерений. При ,дифференциальном включении напряжение, приложенное к измерительному прибору, определяют по формуле (3)

U -U =kU >< (f (h)-1) r

Из формулы (3) видно,что показания измерительного прибора не зависят от УЭП электролита только в одной точке измерения, когда f(h) =1.

Для всех остальных значений уровня показания прибора пропорциональны

УЭП, что приводит к погрешности измерений.

В устройстве выходное напряжение источника 1 не является постоянной величиной, а изменяется в зависимости от УЭП электролита.

Устройство работает следующим образом.

Под действиегл напряжения генератора 1 на выходе усилителей 6 и 7 появляются напряжения, которые расчитывают по формулам (1) и (2).

Выходное напряжение усилителя б, пропорциональное уровню электролита, регистрируют с помощью измерительного приббра 8. Выходное напряжение усилителя 7 выпрямляется детектором

9 и суммируется в интеграторе 10 с опорным напряжением противоположного знака. В случае равенства по модулю опорного напряжения и выходного напряжения детектора 9 суммарное напряжение на входе интегратора 10 равно нулю, при этом выходное напряжение схемы 12 сравнения и напряжение генератора 1 остаются на первоначальном уровне. При изменении УЭП элек.тролита, например под действием окру>кающей температуры, происходит соответствующее изменение напряжений на выходах усилителя 7 и детектора 9, что, в свою очередь, приводит к нарушению равенства напряжений на входах интегратора 10.

Сигнал разбаланса вызывает изменение управляющего напряжения на выходе схемы 12 сравнения и, как следствие изменение выходного напряжения генератора 1. Приче>л схема устройства построена таким образом, что при увеличении напряк<ения на выходе уси894522 (4)

15 ()2Фл

Г k к

U2 - номинальное напряжение на выходе усилителя 7.

Подставив значение U в формулу (1), получают

20 (5) U ° Е (?1) ан

Следовательно, в данном Устройстве напряжение, поступающее на измерительный прибор, не зависит от

УЭП,а определяется только уровнем электролита и номинальным напряжением на выходе усилителя 7,которое в процессе измерения автоматически поддерживается постоянным.

Таким образом, положительный эффект в данном кондуктометрическом устройстве заключается в повьпаении точности измерения путем исключения влияния УЭП на результаты измерений.

Данное устройство может найти применение при построении различных кондуктометрических приборов: ука- 40 зателях уровня электролита, кондуктолителя 7 выходное напряжение генератора 1 уменьшается, а при уменьшении — увеличивается. Изменение напряжения генератора 1 происходит до тех пор, пока напряжение на выходе детектора 9 не станет равным первоначальному значению, соответствующе5 му номинальному значению УЭП электролита. При этом сигнал разбаланса на выходе интегратора 10 равен нулю, а управляющее напряжение схемы 12 при- о нимает новое установившееся значение. учитывая формулу (2), выходное напряжение генератора 1 в установившемся рех<име рассчитывают следующим образом:

Яетрических компараторах, а также в тех отраслях промышленности, где требуется вести контроль параметров электропроводящих сред.

Формула изобретения

1. Кондуктометрическое устройство, содержащее измерительный и компенсационный датчики, генератор переменного напряжения, подключенный к входам этих датчиков, и измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство дополнительно снабжено источником опорного напряжения н схемой сравнения, причем генератор переменного напряжения выполнен регулируемыи, первый и второй входы схемы сравнения подключены к вью« ду компенсационного датчика и источнику опорного напряжения соответственно, выход схемы сравнения соединен с управляющим входом генератора переменного напряжения, а измерительный прибор подключен к выходу измерительного датчика.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что схема сравнения выполнена в виде последовательно соединенных усилителя, вход которого подключен к выходу компенсационного датчика, детектора и суммирующего интегратора, первый вход которого соединен с выходом детектора, второй — с источником опорного напряжения, а выход — с управляющим входом генератора переменного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 124702, кл. G 01 N 27/02t 1959 °

894522

Составитель Л. Дикая

Редактор H.Ãðèøàíîâà Техред А. Бабинец

Корректор В.Бутяга

Заказ 11473/69 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, tiocKBa, Ж-35, РаУшскаЯ наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4