Кондуктометрический автогенератор Советский патент 1985 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к контактным частотным ме1ода14 исследования составаI физических свойств и тех нических характеристик электропрородных жидких сред, - . Известен автогенераторный кондуктометр, содержащий индуктивный датчик, включенный в одноконтурный гене ратор, детектор, эмиттерный повторитель L1 i. Недостатком устройства является малый диапазон измерений. Наиболее близким к изобретению Гехническим решением является измерительный .автогенератор, содержащий кондуктометрическую двухэлектродную ячейку, два усилительных каскада, охваченных положительной обратной связью, выполненных в виде ламповых триода и пентода, причем кондуктометричес1 ая ячейка подключена параллельно резонансному контуру ,2j. Однако так как допустимое снижение добротности резонансного конт ра в известном устройстве ограничено условием возбуждения генератора, то и ограничен диапазон измерения концентрации веществ. Цель изобретения - расширение диапазона измерения. Цельизобретения достигается тем что в устройстве, содержащем двухэлектродную кондуктометрическую ячей ку, два усилительньк каскада, охваченных положительной обратной связью усилительные каскады выполнены на транзисторах противоположного типа проводимости, причем база первого транзистора подключена к коллектору второго и через диод к источнику пит ния, который через кондуктометрическую ячейку соединен с эмиттером пе вого тр.анзистора, коллектор первого транзистора соединен с базой второг транзистора, эмиттер которого соед нен с выходом устройства и через ре зистор с общей шиной. На чертеже изображена принципиальная схема устройства. Кондуктометрический автогенерато состоит из кондуктометрической ячей ки 1, nepBbrii электрод которой подкл чен к шине источника питания Е и диоду 2, а второй электрод связан с эмиттером транзистора 3, коллекто и база которого соединены с базой и коллектором транзистора 4 соответст венно, эмиттер которого через нагру ку связан с общей шиной источника питания ЕЙ и выходом устройства 5. Соединение транзистора 3 с транзистором 4 обеспечивает положительную обратную связь. Реактивным элементом, дающим задержку электрического сигнала, является эквивалентное сопротив ление кондуктометрической ячейки, т.е. параметры автоколебаний определяются параметрами кондуктометрической ячейки 1. Дпя обеспечения стабильности колебаний автогенератора в широком диапазоне изменения концентрации веществ используется диод 2, включаемый между щиной источника питания и точкой соединения базы траизистора 3 с коллектором транзистора 4. Нелинейность этого диода обеспечивает мягкое самовозбуждение автогенератора, а также ограничение амплитуды импульсов тока большой скважности, протекающих через кондуктометрическую ячейку 1. Поэтому вьщеление электрической энергии в кондуктометрической ячейке 1 происходит в очень малые промежутки времени, амплитуда этих импульсов не превосходит 1В, что позволяет практически пренебречь поляризацией элек-тродов. Дополнительным элементом схемы автогенератора является нагрузка 5, закорачивание которой не изменяет режима работы устройства, но является удобным местом съема электрического сигнала, так как выбирая сопротивление нагрузки 5 достаточно мальм, легко согласовать его с внешней нагрузкой, подключаемой к выходу 6, В виде нагрузки 5 может выступать любой элемент, включаемьй между вьпсодом 6 и общей шиной источника питания, например внешняя нагрузка. Устройство работает следующим образом. Помещая кондуктометрическую ячейку в исследуемую жидкость, достигают замыкания злектрической цепи между анодом диода 2 и эмиттером транзистора 3. При этом падение напряжения на диоде 2 больше, чем на кондуктометрической .Транзистор 3, открываясь, вызывает открытие транзистора 4. За счет положительной обратной связи этот процесс протекает быстро, лавинообразно. Возникает импульс тока в нагрузке 5. Падение напряжения.на диоде 2 увеличивается, но это падение пропорционально логарнфму тока, т.е. увеличивается незначительно. Импульс тска вызывает заряжение емкости ячейки 1, следовательно, напряжение на эмиттере .транзистора 3 относительно анода диода 2 увеличивается, .что неизбежно приводит к закрытию транзистора 3, за счет положительной обратной связи и транзистора 4. Ток через нагрузку 5 прекращается. Во время отключенного состояния транзисторов 3 и 4 происходит внутренний разряд емкостей кондуктометрическрй ячейки 1. Разряд происходит до момента, пока не откроется транзистор 3. После этого процесс повторяется.

Время релаксации схемы зависит от свойств объекта и может варьиро574324

ваться .в весьма широком диапазоне. К достоинствам схемы следует также отнести ее простоту, надежнос/ь. Учитывая, что ток через нагрузку 5 J протекает через короткие промежутки времени, можно получать мощные импульсы в нагрузке( 1А), используя маломощные транзисторы и диод 2. Падение напряжения на кондуктометри10 ческой ячейке практически не зависит от напряжения питания за счет шунтирующего действия диода 2, Этот диод также осуществляет температурную компенсацию электронной схемы, 5 1ак как температурные коэффициенты напряжения диода и перехода база эмиттер транзистора 3 имеют одинаковый знак и близки друг другу.

КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ АВТОГЕНЕРАТОР, содержащий двухэлектродную кондуктометрическую ячейку, два усилительных каскада, охваченных положительной обратной связью, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, усилительные каскады выполнены на транзисторах противоположного типа проводимости, причем база первого транзистора подключена к коллектору второго и через диод к источнику питания, который через кондуктометрическую ячейку соединен с эмиттером первого транзистора, коллектор первого транзистора соединен с базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с выходом устройства и через резистор с общей шиной.