Способ бесконтактного измерения электропроводности жидкости и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК G01R27/02 

1

Изобретение относится к области лектрометрии жидкости, и, в частости, может быть применено для изерения электропроводности текущего урового раствора при проводке скваин.

Цель изобретения - повьшение точности измерений за счет снижения влияния на результаты змерений нестабильности частоть ;и амплитуды колебаний источника переменного напряжения. . ., ;

Способ бесконтактнего измерения электропроводности жидкости заключается в том, что в жидкостном витке возбуяадают ток с помощью возбуждающего контура, запитываемого синусоидальным током, амплитуда которого больше величины, соответствующей насьпценному состоянию .сердечника возбуждающего контура. Величину электропроводности жидкости определяют по площади и временному интервалу между разнополярными импульсами, снимаемыми с измерительного контура.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ для измерения электропроводности жидкости; на фиг. 2 и 3 - эпюры напряжений в характерных точках устройства во время его работы.

Устройство содержит источник переменного напряжения 1, подключенный через дополнительное активное сопротивление 2 (R,on) и сопротивление 3 линии связи к обмотке питающего трансформатора (ПТ) 4, сердечник которого содержит магнитотвердую вставку (MB) 5. ПТ 4 и измерительный трансформатор 6 связаны между собой жидкостным витком 7, образуемым при измерении замкнутым пространственным контуром, заполненным исследуемой жидкостью. Измерительный трансформатор 6 через сопротивление 3 линии связи подключен к одному из входов блока компенсации квадратурной помехи 8, вход которого через сопротивление 3 линии связи.соединен с обмоткой ПТ 4. Выход.блока компенсации 8 соединен через фильтр высокой частоты 9 с блоком интегрирования 10, выход которого соединен с входом детектора 11. Выход детектора 11 соединен с входом сглаживающего фильтра 12.

967782

Устройство работает следующим образом.

По обмотке питающего трансформатора .пропускают синусоидальный ток 5 I достаточно большой амплитуды, при этом магнитный поток Ф сердечника изменяется следующим образом.

Во-время насьщенного состояния МБ магнитный поток Ф пропорционален току I; в течение времени dt процесса перемагничивания МБ магнитный поток скачкообразно (сравнительно, быстро ) изменяется, причем время ut этого изменения J5 равно времени изменения тока 1

между определе.нными значениями его величины и зависит от амплитуды и частоты тока 1. В жидкостном витке наводится ЭДС и течет ток i,

20 пропорциональный производной -;- и

at

электропроводности витка 6. Изменение магнитного поля тока i снимается измерительным трансформатором, 25 причем, наведенная в нем полезная

ЭДС t пропорциональна производной

di

7-, следовательно и произведению

at ,

6 --- 30 ti

Напряжение U.,, (т. 13), снимает с измерительного трансформатора, содержит полезный сигнал от импульса тока в жидкостном витке и наведенную квадратурную помеху, пропорциональную производной и по форме идентичную току в жидкостном витке i. Такой же по форме импульс потенциала, возникающий в результате скачкообразного изменения индуктивности обмотки ПТ, снимается с т. 14и подается на один из входов блока компенсации квадратурной помехи, представляющего собой суммирующий усилитель с регулируемым коэффициентом передачи. На второй вход блока компенсации подается сигнал с измерительного трансформатора (т. 13).

После подавления низкой частоты фильтром ВЧ (т. 15) и при последующем двухкратном интегрировании (т. 16) амплитуда сигнала не зависит от интервала времени dt, определяющегося временем перехода МБ из одного насьпценного состояния в другое, а 55 следовательно, от амплитуды и частоты тока I, и пропорциональна произведению (эйФ , причем величина дф постоянна. После детектирования

(т, 17) сглаживания (т.8) сигнал в аналоговой форме соответствует электропроводности жидкости.

Ф.ормула изобретения

1. Способ бесконтактного измерения электропроводности жидкости, заключающийся в том, что с помощью возбуждающего контура,к которому приложено переменное напряжение,в жидкостном витке возбуждают ток,величина которогопропорциональна электропроводности жидкости, о величине которой судят по колебаниям в измерительном контуре,отличающийся тем, что, с целью повышения точност измерений при одновременном снижении требований к стабильности частоты и амплитуды колебаний источника переменного напряжения, по возбуждающему контуру пропускают синусоидальный ток, амплитуда которого больше величины, соответствующей насьш5енному состоянию сердечника возбуждающего контура, при этом магнитный поток сердечника изменяется между значениями насьпценного состояния, а величину электропроводности жидкости определяют по площади и временному интервалу между разнополярными импульсами, снимает

96778

мыми с измерительного контура.

2. Устройство для бесконтактного измерения электропроводности жид- ; кости, содержащее источник пере, менного напряжения, питающий и измерительный трансформаторы, связанные между собой жидкостным витком, отличаю.щееся тем, что, с целью повьш1ения точности из JO мерений при одновременном снижении требований к стабильности частоты и амплитуды колебаний источника переменного напряжения, магии- томягкий сердечник питающего тран.- сформатора разомкнут, а в его зазор вставлена магнитотвердая вставка с прямоугольной петлей гистерезиса, причем питающий трансформатор через большое активное сопротивление и -- сопротивление линии связи питается от источника переменного напряжения и одновременно соединен с одним из , входов блока компенсации квадратурной помехи, второй вход которого соединен с измерительным трансформатором, выход блока компенсации соединен через фильтр высокой частоты с входом блока двойного интегрирования, выход которого соединен с входом детектора, выход детектора соединен с входом сглаживающего фильтра.

Изобретение относится к области электрометрии жидкости, оно может быть использовано для измерения электропроводности текущего бурового . раствора при проводке скважин. Цель .изобретения - повышение точности измерения за счет снижения влияния на результаты измерений нестабильности частоты и амплитуды колебаний источника переменного напряжения. В зазор магнитомягкого сердечника питающего трансформатора (ПТ) 4 заставлена магнитотвердая вставка (МБ) 5 с. прямоугольной петлей гистерезиса. Во время насьпценного состояния MB магнитный поток пропорционален току. Время перемагннчивания МБ равно времени измерения тока. В хидкостной витке 7 наводится ЭДС Напряжение, снимаемое с измерительного трансформатора 6, содержит полезяьй сигнвя от импульса тока в жнпкостном витке 7 и наведенную квадратурную помеху. Такой же по форме импульс потенциала, возникающий в результате скачкообразного изменения индуктивности обмотки ПТ 4, подаётся на один из входов блока компенсации квадратурной помехи 8, второй вход которого соединен с измерительным трансформатором 6. Выход блока компенсации 8 через фильтр высокой частоты 9 соединен с входом блока двойного интегрирования 10, выход которого соединен с входом детектот а ра 11. Выход детектора fI соединен с входом сглаживающего фильтра 12. 2с. п. ф-лы, 3 ил. 00

и

IS

и

П

Фиг.З .