Устройство для измерения электропроводности жидкостей Советский патент 1986 года по МПК G01N27/02 

I

Изобретение относится к электрохимическому анализу и может быть применено для контроля технологических растворов, применяемых в химической промышленности.

Цель изобретения - повышение точности измерения активной составляющей сопротивления двухэлектродной контактной кондуктометрической ячейки.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства для измерения электропроводности жидкостей.

Схема содержит триггер 1 ,, инвертор 2, две двухвходовых логических схемы И 3 и 4, формирователь импульсов 5, генератор переменного синусоидального напряжения 6, двухэлектрод ную контактную кондуктометрическую ячейку 7, магазин сопротивления 8, постоянное активное сопротивление 9, ключи 10, 11 и 12, интегратсор 13 измерительный прибор 14,

Генератор переменного напряжения 6 последовательно соединен с постоянным активным сопротивлением 9, магазином сопротивления 8 и контактной ячейкой 7. Точка соединения магазина сопротивления 8 и контактной кондуктометрической ячейки 7 соединена с общей точкой интегратора 13. Вход интегратора 13 соединен через ключ I 1 с другш-{ концом магазина сопротивления 8, а через ключ 10 - с другим кондом контактной ячейки 7, Входы формирователя импульсов 5 соединены с концами постоянного активного сопротивления 95 а его выход - со счетным входом триггера 1, одним из входов лоп ческой схемы И 4 и входом инвертора 2. Другой вход логической схемы И 4 и один из входов логической схемы И 3 соединены с прямым выходом триггера 1. Другой вход логической схемы И 3 соединен с выходом инвертора 2. Выход логической схемы И 3 соединен с управляющим входом ключа 10. Выход логической схемы И 4 соединен с упр.авляющим входом ключа 1 1 . Инверсный выход триггера 1 соединен с управляющим входом кл1вча 12. Выход интегратора 13 соединен с коммутируемым входом ключа 1 2,

Коммутируемый выход ключа I2 соединен с входом измерительного прибора 14.

2215692

Работа устройства заключается в следующем.

Генератор 6 генерирует переменное синусоидальное напряжение равное

U, IJ.Sincot.

(1)

Через цепь, состоящую из последовательно соединенных генератора переменного напряжения, постоянного активного сопротивления, магазрша сопротивления и контактной ячейки с жидкостью, протекает ток, величина которого равна

3

т . , , ТГТГТ );

(2)

где

JZ (, . ,,,

-импеданс ячейки с жидкостью}

-сопротивление магазина сопротивления;

-сопротивление постоянного активного резистора;

- угол сдвига фаз между напряжением и током этой цепи.

Соответственно падение напряжения на магазине сопротивления:

R. 1,

)

-5m(aitcpV(3)

.

На постоянтэм активном сопротивлении оно будет иметь следующую величину:

U

.

( а на ячейке:

in(cot-n,j, (}

и.

Ur.(Z,)

: 7 7 ;ys;n(),

где Ср - угол сдвига фаз между током через ячейку и падением напряжения на ней.

На выходе формирователя импуль- сов 5 формируется периодическое прямоугольное напряжение, фаза которого совпадает с фазой падения напряжения на постоянном активном сопротивлении, т.е. в один полупериод падения напряжения на этом сопротивлении на выходе формирователя импульсов 5 формируется сигнал, равный 1, в другой полупериод этого падения напряжения - сигнал О. Это периодическое напряжение поступает на счетный вход триггера 1, который делит частоту поступившего на его счетный вход напряжения в 2 раза. При этом на прямом выходе

3

триггера 1 присутствует периодическое напряжение, длительность полупериода которого равна периоду поступившего на его вход напряжения.

На инверсном выходе триггера 1 присутствует аналогичное напряжение, находящееся в противофазе напряжению на прямом выходе.

Когда на прямом выходе триггера появляется напряжение, равное 1, и на выходе формирователя импульсов 5 также присутствует сигнал 1, на выходе логической схемы И 4 появляется сигнал 1, который открьшает ключ 11. При этом происходит интегрирование напряжения на магазине сопротивления 8. Пределы интегрирования определяются одним полупериодом напряженияна постоянном активном сопротивлении. Выходное напряжение к моменту закрытия

рлюча 11 будет равно ц-ф

6b,(7;V7i:i-5 (ab(p)jcot. (6

-Ц)

в другой полупериод напряжения на выходе формирователя импульсов и когда сигнал 1 еще присутствуе на прямом выходе триггера, появляется сигнал 1 на выходе логической схемы И 3. Этот сигнал открьшает ключ 10. При этом происходит дальнейшее интегрирование интегратором 13 напряжения, поступающего на него. Поступающее напряжение явлется падением напряжения на контактной кондуктометрической ячейке, Время интегрирования определяется другим по отношению к предьщущему полупериодом напряжения. После закрытия ключа 10 напряжение на выходе интегратора будет равно Й-V

Um-(4)

аых-ивь,х, (г Гй /g (цЬcf-Cf jcot -Tf-V

или

цII R

M f7 Г| .(Qti(dut -Ц) f О

J

7-у /. , ,

CVV4 ° b следующий период напряжения на выходе формирователя импульсов, когда с-иг«ал 1 отсутствует на прямом

215694

выходе триггера, а присутствует на инверсном его выходе, вкдючается ключ k2. При этом выходное напряжение с интегратора 13 контролируется 5 по измерительному прибору 14.

Изменяя величину сопротивления магазина сопротивления, добиваются равенства амплитуды импульсов напряжения с к.пюча 12 нулю. Это произой- 10 дет в том случае, если выполнится соотношение

или

но

- 1«7-1 2,|-со5С О .

q) 0 , -соб q. RJ,,

(9)

(10)20

т.е. равенство нулю выходного напряжения с ключа 12 будет в том случае, если будет вьшолнено соотношение

R..(U)

25

ЗС

Из (11) видно, что если произвести отсчет сопротивления ячейки по величине сопротивления магазина сопротивления, то результат измерения сопротивления контактной кондуктометрической ячейки будет свободен от влияния реактивной составляющей.

Формула изобретения

я

У/

4G

45

35 Устройство для измерения электропроводности жидкостей, содержащее двухэлектродную контактную кондукто- метрическую ячейку, последовательно соединенные интегратор и измерительный прибор, последовательно соединенные генератор переменного напряжения, магазин сопротивления и постоянное активное сопротивление, о т- личающееся тем, что, с целью увеличения точности измерения активной составляющей проводимости жидкости, оно дополнительно содер -/- жит три ключа, формирователь импульсов, триггер, инвертор и две двухвхо50 довые логические схемы И, причем общая точка интегратора соединена с точкой соединения магазина сопро- . тивления и контактной кондуктометрической ячейки, вход интегратора

55 через первый ключ - с другим выводом магазина сопротивления, а через второй ключ - с другим контактом двухэлектродной контактной кондуктометрической ячейки, выход интегратора соединен с измерительным прибором через третий ключ, входы формирователя импульсов соединены с постоянным активным сопротивлением, выход формирователя - со счетным входом триггера, с первым входом первой схемы И непосредственно, а

с первым входом второй логической схемы И - через инвертор, выходы каждой логической схемы И соединены соответственно с управляющими входами первого и второго ключей, при этом инверсивный выход триггера соединен с управляющим входом третье его ключа.

Изобретение относится к области электрохимического анализа и может быть применено для контроля технологических растворов, применяемых в химической промьшшенности. Цель изобретения - повышение точности измерения активной составляющей сопротивления двухэлектродной контактной кондуктометрической ячейки. Устройство содержит триггер 1, инвертор 2, две двухвходовые логические схемы И 3 и 4, формирователь ин- пульсов 5, генератор переменного синусоидального напряжения 6, двух- электродную контактную кондуктометри- ческую ячейку 7, магазин сопротивления 8, постоянное активное сопротивление 9, ключи 10, 11 и 12, интегратор 13, измерительный прибор 14. Изменение проводят при равных значениях тока, протекающего через ячейку 1 измерительное сопротивление. 1 ил. i СЛ ю ю СЛ О) ;о

Редактор М. Дылын

Составитель В. Немцев

Техред А.Алиев Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1605/50 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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