Кондуктометр Советский патент 1984 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к исследованию физико-химических свойств жидкостей и может быть использовано для автоматического измерения электропро водимости жидкости в промьшшенкьк условиях. Известен кондуктометр, в котором использован трансформаторный датчик с жидкостным витком связи, содержапц компенсирующий противовиток с регулируемым зщементом m„ Недостатками такого кондуктометра являются низкие чувствительность и точность. Увеличение чувствительности не повышает точность измерения, потомУу что составляющие эквивалентного комплексного сопротивления жидкостного витка не равны соответствующим составляюпщм сопротивления компенсирующего противовитка, что приводит к смещению точки равновесия схемы. Комплексный характер эквивалентного сопротивления жидкостного витка обусловлен гак его геометрической формой, так и наличие токов проводимости и смещения в кон HbDc проводниках. Кроме того, увеличение чувствительности приводит к возникновению автоколебаний. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является кондуктометр, содержащий генератор, датчик, Состоящий из питающего и изм рительного трансформаторов с петлей связи между ними, выполненной из токопроводящего материала со стабильны сопротивлением и ключа, амплитудный и синхронный детекторы, фильтр, пор говое устройство, реверсивный счетчик, формирователь прямоугольных импульсов, делитель частоты, причем обмотка измерительного трансформато ра соединена с последовательно соединенными амплитудным детектором, фильтром, синхронным детектором,. пороговым устройством, счетчиком 2J Недостатком этого кондуктометра яв ляется низкая точность измерения, свя занная с наличием методической погрешности в структуре схемы стабили зации коэффициента преобразования электрической проводимости в выходное напряжение, Цель изобретения - повьшение точ ности измерения, Указанная цель достигается тем, что в кондуктометр, содержащий гене ратор, датчик, состоящий из питающего и измерительного трансформаторов с петлей связи между ними, вы полненной из токопроводящего материала со стабильным сопротнзлением и КЛЮЧИ, амплитудный и синхро ный детекторы,, фэшьтрз пороговое : ;:ройCTBOj реверсивньй счетчик, форг-гирователь прямоугольньЕС импульсов $ делитель частоты, причем обмотка измерительного трансформатора соединена с последовательно соединеннь; -1И амплитудным детектором, фильтрояз стхкронным детектор OMj, порогойькч усгрой CTBOMj счетчиком, ДОПОЛКНТЙЛ: : нВе дены переключатель и делитель гапрй- Ксения, прич.ем сигнальньй вход тюследнего соединен с об юткой И5г7еритель- ноге трансдюрматора,, кот-грая соединена с одним КЗ KOMMyTHpyes 2aix входов переключ-ателя второй Kos-№ryTHpyejS ft вход которого соединен с вьасодом делителя напряжения, а выход с входом амплитудного детектора, причем управляющий вход переключателя соеднней с делителем частоты управляющий- вход делителя напряжения соединен с ревер™ сивньм счетчикдМ; а Б качестве фильтра; использован фильтр среднего значения . На чертеже показана функциональная схема кондуктометра. Кондуктометр содержит генератор 1 пepe seннoгo напрях ения, датчик 2, который состоит иэ питающего трансформатора Tpti с обмоткой Wp, измерительного трансформатора Tp, обмоткой жидкостного витка , , образующегося при погру лении датчика в анализируе1 зую ЖИДКОСТЬ;, и петли связи R, выполненной из тoкcпpoвoдяD eгo материала со стабнльньм сопротивлением, и замыкаемой ключем 3.. .формирователь 4прямоугольнь х импульсов, делитель 5напряжения, соединеиньй с обмоткой измерительного трансформатора Тр. датчика 2 и последовательно соединенными переключателем 6, амплитудным детектором 7, фильтром 8 среднего значенияр синхронньлч детектором 9, пороговым ycтpoйcтвo f 10 и реверсивным счетчиком 11, соединенньа-- с делитепем 5 напряжения и формирователем 4 и прямоугольных импульсов, который соединен также с делителем 12 частоты, синхронизирующим работу ключа 3,, переключателя 6 и синхронного детектора 9,, Кондуктометр работает сл-едующим образом. От генератора 1 переменное напря жение поступает на обмотку V питаю щего трансформатора Tpf, датчика 2 и на вход формирователя 4 прямоугольных и yльcoв, которые имеют скважность 0,5 и подаются на входы делителя 12 частоты и реверсивного счет чика 11. Делитель уменьшает частоту следования прямоугольных импульсов, равную частоте переменного напряжения и не менее, чем в 10 раз. В зависимости от сопротивления жидкостного витка разомкнутом ключе 3 в обмотке W(j измерительного транс форматора Т р датчика 2 возникает напряжение Где К2 - коэффициент преобразовани датчика 2; - выходное напряжение генератора 1; 7 - входное сопротивление детектора 7; Ку(д - сопротивление жидкостного витка Кщ. Это напряжение, благодаря синхронной с ключем 3 работе переключа теля 6 поступает на вход амплитудного детектора 7. В период времени, когда ключ 3 замкнут, переключатель 6.соединяет вход детектора 7 с выходом делителя 5 напряжения, на KdT ром действует напряжение Uj K2K5U-(R6x7/Ru ) (2 где КЗ - коэффициент преобразования напряжения делителем 5; Кц, - сопротивление петли связи Ец,. На выходе амплитудного детектора 7 действует напряжение, и blZ .f(KT), + U-y К2К7 и ш (1 |)«, где К7 - коэффициент преобразования напряжения; сопротивление нагрузки амплитудного детектора 7. Го при К 2п-2 при К 2п-1 1 при К 2п-2 10 при К 2п-1 f(KT)Hf(KT)j - единичные функщти, изменяющиеся синхронно С полупериодом Т работы ключа 12. Фильтр 8 среднего значения отфильт ровьшает постоянную составляющую напряжения U 7, равную ,5-K2-K7 поскольку скважность следования управляющих импульс.ов от делителя частоты равна 0,5. Таким образом, на входе синхронного детектора 9 действует переменное напряжение типа меандр, равное разности U 7 - U 8, которое он выпрямляет и подает на вход порогового устройства 10, Полярность выпряг ленного напряжения однозначно зависит от соотношения амплитуд напряжений U и U-. Пороговое устройство 10, например триггер Шмидта, формирует сигнал, которьй, поступая на управляющий вход реверсивного счетчика, управляет напряжением счета импульсов от формирователя 4, Сигнал выходной информации реверсивного счетчика 11 управляет работой ключей делителя 5 напряжения, причем направление счета реверсивного счетчика 11 выбрано таким, чтобы разность U7-U8 стремилась к нулю. В момент равенства нулю этой разности напряжения достигается равенство напряжений, поступающих на вход амплитудного детектора 7. Это можно отобразить эквивалентным равенством слагаемых в квадратных скобках формулы (3), из которого следует, что проводимость жидкостного витка Rf равна RW 1-КЗ Для вычисления значения Су сигнал выходной информации с делителя напряжения подается на вычислительное устройство или без преобразования используется в системе автоматического регулирования. Таким образом, повышение точности змерения достигается путем исключения методической погрешности стабиизации коэффициента преобразования датчиков, за счет введения в кондуктометр делителя напряжения и переключателя, а также замены фильтра верхних частот фильтром среднего значения.

$10924006

Применение предлагаемого кондук- шение точности измерения расширяет тометра повьшает точность прибора область применения промьшшенного и вместе с этим точность поддержа- кондуктометра, в частности, в систения параметров различных технологи- мах многопараметрического анал11за проческих процессов. Кроме того, повы-5 изводства вискозных волокон и других.

КОНДУКТОМЕТР, содержащий генер.атор, датчик, состоящий из питающего и измерительного трансформаторов с петлей связи между ними, выполненной из токопроводящего материала со стабильным сопротивлением и ключа, амплитудный и синхронньш детекторы,фильтр, пороговое устройство, реверсивный счетчик, формирователь прямоугольных импульсов, делитель частоты, причем обмотка измерительного трансформатора соединена с последовательно соединенными амплитудным детектором, фильтром, синхронным детектором, пороговым устройством, счетчиком, о т л и,чающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены переключатель и делитель напряжения, причем сигнальный вход последнего соединен с обмоткой измерительного трансформатора датчика, которая соединена с одним из коммутируемых входов переключателя, второй коммутируемый вход которого соединен с выходом де§ лителя напряжения, а выход --с вхо(Л дом амплитудного детектора, причем управляющий вход переключателя соединен с делителем частоты, управпяющий вход делителя напряжения - с реверсивньм счетчиком, а в качестве фильтра использован фильтр среднего значения.