Устройство для определения физико-химических параметров различных сред

Устройство для определения физико-химических параметров различных сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И И > 920524

ИЗО1рРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социвпистическиа

Республик (6l) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 19. 05. 80 (21) 2925134/18-25 (51)М. Кл. с присоединением заявки Ж (23) Приоритет

G 01 N 35/80 (Ьвудврствеииыб кемитвт

СССР ве делам иавбрвтеиий и еткрытий

Опубликовано 15. 04. 82. Бюллетень. М14 (53) УДК 545.5 (088. 8) Дата опубликования описания 1 5. 04„ 82

Г.Е. Арзуманов, Г.Г. Буденный, Г. В. Тус нян,.

С.Г. Са (72) Авторы, изобретения аров и A.H. Идэиковский

-1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ .РАЗЛИЧНЫХ СРЕД - !

Изобретение относится к устрой. ствам для определения физико-химических параметров жидких, сыпучих и твердых сред кондуктометрическим методом и может быть использовано для научных исследований свойств этих сред, контроля технологических процессов в горной, химической, металлургической, медицинской,пищевой, атомной, строительной и других отраслях промышленности.

Известны устройства для измерения влажности сыпучих материалов,со-: держащие генераторы йеременного напряжения, питающие измерительные схемы с датчиками С11.

Недостатками данных устройств, принцип работы которых основан на измерении тока в цепи датчика, включенного в измерительную схему, . являются зависимость метрологических характеристик (точности и ста- бильности) измерения от воздействий внешних факторов, поляризационных явлений, нелинейности вы ходных сигналов при измерении Физико-химических параметров. сред с большим диапазоном по электрической проводимости и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее в себе датчик, операционный усилитель в режиме генератора перемен10 ного напряжения, соединенный с входом частотомера, выход которого через преобразователь постоянного тока подключен к регистрирующему прибору C 21.

Недостатками этого устройства, принцип действия. которых основан на частотном кондуктометрическом методе измерения, являются нелинейная зависимость частотных сигналов от измерения электрической проводимости измеряемых сред снижает точность измерения; зависимость разрешающей способности от вида применяемых частотно-задающих цепочек, 3 92052 зависимость стабильности измерений от внешних факторов; необходимость применения определенных частотно", задающих цепочек в случае заземления датчика, что снижает функцио. нальные возможности, устройств.

Цель изобретения - повышение точности, раэрещающей способности и . стабильности измерений.

Цель достигается тем, что в уст- 19 ройстве, содержащем датчик, операционный усилитель в режиме генератора переменного напряжения, соединенный с входом частотомера, выход которого через преобразователь постоянного тока подключен к регистрирующему прибору, датчик использован в качестве резистора интегрирующей частотно-задающей

RC-цепочки операционного усилителя и включен в отрицательную обратную связь между выходом и инвертирующим входом усилитЕля, а конденсатор интегрирующей частотно-задающей

КС"цепочки включен между инвертмру- у ющим входом усилителя и общим проводом усилителя,причем при необходимости заэемляется или общий провод операционного усилителя, или .выход усилителя с датчиком. где K — коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров элементов усилителя.

С выхода операционного усилителя

1 сигнал с частотой, пропорциональной электрической проводимости измеряемой среды, поступает на вход частотомера 6 и далее через преобразователь 7 постоянного тока - на регистрирующий прибор 8.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность измерений в 2-3 раза, благодаря линейной зависимости измерения выходного сигнала от изменения физикохимических параметров, а следовательно, и электрической проводимости исследуемых сред, и добиваться высокой помехоустойчивости. Кроме того, разрешающая способность устройства повышается в 3-5 раз при увеличении стабильности измерений в несколько раз. Более того, использование предлагаемого изобретения позволяет шире применять кондуктометрический метод измерения в сочетании с элементами вычислительной техники в различных. областях народного хозяйства, научных исследованиях.

На фиг. 3 представлена принципи-. альная схема предлагаемого устройства с заземленным общим проводом усилителя, на фиг. 2 - то же, с за. земленным выходом операционного усилителя с датчиком.

Устройство включает в себя операционный усилитель I, интегрирую щую частотно-задающую RC-цепочку

2, представляющую последовательно

40 соединенные датчик 3 с конденсатором 4, резистор 5 положительной об ратной связи усилителя, частотомер 6, соединенный через преобразователь 7 постоянного тока с регистрирующим прибором 8.

- При выходном напряжении усилителя, когда оно максимально, а полярность по отношению к общему проводу положительна (+U g », ya, ), денсатор 4 начинает заряжаться через эквивалентное сопротивление R q датчика 3. В операционном усилителе 1 напряжение на конденсаторе сравнивается с частью выходного напряже- И ния, поданного через положительную обратную связь (резистор 5) на его неинвертирующий вход (+). Амплитуда

4 4 напряжения на выходе усилителя 1 постоянная до тех пор, пока напряжеwe на конденсаторе 4 меньше напряжения на неинвертирующем входе усилителя 1. Как только напряжение на конденсаторе 4 станет больше напряжения на неинвертирующем входе усилителя, напряжение на выходе усилителя быстро достигает максимального отрицательного значения (-U „. « ).

После этого конденсатор 4 начинает перезаряжаться до тех пор, пока усилитель переходит в состояние, при котором максимальное выходное напряжение станет положительным (Icy..макс ) и т.д

Период генерируемых. колебаний определяется параметраии интегри-, рующей RC-цепочки, т.е. эквивалентным сопротивлением Йв датчика 3 и емкостью конденсатора 4

Формула изобретения

Устройство для определения физико-химических параметров различных

4 6 енсатор интегрирующей частотно-за-, ающей КС-цепочки включен между инвертирующим входом усилителя и об им проводом усилителя, причем при необходимости заземляется или общий провод операционного усилителя, или выход усилителя с датчиком.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1 528783, кл. G 01 N 27/00, 1975.

2. Лопатин Б.А. Высокочастотный кондуктометр с частотной индикацией на микромолекуле. - РИС, раздел

"Аналитическая- химия, общие вопросы", 1976, и 4 (1), с. 9 (прототип1

5 92052 сред, содержащее датчик, операцион- д ный усилитель, работающий в режиме д генератора переменного напряжения, соединенный с входом частотомера,вы- щ ход которого через преобразователь 5 постоянного тока подключен к регистрирующему прибору, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, разрешающей способности и стабильности измерений, дат- >0 чик использован в качестве резистора интегрирующей частотно-задающей RC-цепочки операционного усилителя и включен в отрицательную обратную связь между выходом и инверЪ тирующим входом усилителя, а кон их,2

° 8НИИПИ Заказ 2327/46 Тираж 883 Подписное

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