Измеритель электропроводности слабопроводящих сред Советский патент 1986 года по МПК G01N27/04 

112

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к кондуктог метрик, и может быть использовано для широкого класса задач химико-физического анализа слабопроводящих сред.

Цель изобретения - повьшение точности и расширение диапазона измерений.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Измеритель содержит рабочий 1 и образцовый 2 чувствительные элементы с подключенными преобразователями электропроводность-чистота 3 и 4 первьй 5 и второй 6 асинхронные клю- чи, кольцевой счетчик 7, реверсивный счетчик 8, устройство 9 управления и регистратор 10 результатов измерений. Первый и второй входы ключей 5 и 6 подключены к выходам преобразователей 3 и 4, а третьи, соответственно, - к первому и второму выходам устройства 9 управления. Третий выход последнего соединен с входом реверсивного счетчика 8, а четвертый - с регист ратором 10. Выход ключа 5 через кольцевой счетчик 7 соединен с входом устройства 9 управления. Выходы ключа 6 подключены соответственно к входам прямого и обратного счета реверсивно- ро счетчика 8, к выходу которого подсоединен регистратор 10.

Измеритель электропроводности работает следующим образом.

Чувствительный элемент 1 помеща- . ется в измеряемую среду, элемент 2 - в образцовую среду. В момент включения по первому выходу устройства 9 управления устанавливается логическая 1. На выходе преобразователей 3 и 4 устанавливается импульсное напряже- ние, частота которого пропорциональна электропроводности измеряемой и образцовой сред. При этом электропроводность измеряемой среды выше образцовой и частота с преобразователя 3 вьше частоты с аналогичного преобразователя 4. Импульсы напряжения с преобразователя 3 через ключ 6 поступают на вход прямого счета реверсивного счетчика 8, счетчик при этом начинает заполняться. Импульсы с преобразователя 4 образцовой среды поступают через скоммутированный ключ 5 на вход кольцевого счетчика 7, который также начинает заполняться.

Емкость кольцевого счетчика выбирается меньше емкости реверсивного счетчика.

142

В этом первом такте время ti заполнения кольцевого счетчика 7 частотой с преобразователя 4 равно:

Ч Toe

h.

где - период частоты с преобразователя датчика образцово среды;

h - емкость кольцевого счетчика.

Число импульсов с преобразователя 3, которое запишется за это время в реверсивный счетчик 8 по входу прямого счета, равно

N Uc т цс

где . - период частоты с преобразователя 3.

По окончании заполнения на выходе счетчика 7 появляется импульс, которым счетчик сбрасывается в исходное состояние и устройство управления переходит в следующее состояние, при котором уровень логической 1 устанавливается по его второму вькоду.

Во втором такте импульсы с преобразователя 3 через ключ 5 поступают на вход кольцевого счетчика 7. Импул сы с преобразователя 4 через скоммутированный ключ 6 поступают на вход обратного счета реверсивного счетчика 8.

При этом из ранее записанных импульсов в реверсивный счетчик начинается вычитание.. В этом также время заполнения кольцевого Ьчетчика 7 частотой с преобразователя 2 равно

ЭКС2

N

(JC

h ..

За это Время по входу обратного счета реверсивного счетчика 8 сосчитается количество импульсов NOC, поступающих с преобразователя 4, равное

N

ОС

TOO

По окончании заполнения кольцевого счетчика импульсами с преобразователя 3 на выходе формируется импульс, который сбрасывает кольцевой счетчик в исходное состояние и на выходах устройства управления, подключенных к .устройству регистрации и реверсивному счетчику появляются последовательно

312231

импульсы, по которым содержимое реверсивного счетчика переписьгоается в буферную память регистратора и отображается на цифровом индикаторе. Затем реверсивный счетчик обнуляется и s переходит в исходное состояние.

После это го по первому выходу устройства 9 управления снова устанав

ливается логическая 1 и цикл измерения повторяется. Содержимое реверсивного счетчика по окончании цикла счета является показателем разности электропроводностей измеряемой и образцовой сред. Чем больше различаются электропроводности измеряемой и образцовой сред, тем больше различаются частоты с преобразователей проводи- мостей этих сред.

Число импульсов, оставшееся по окончании двух тактов счета в реверсивном счетчике и составляющих содержимое счетчика, равно

UN N,-N,,n ф. - . AUC

Откуда видно, что, если Т Тцс , то ДN О, или можно отметить, что чем меньше разница частот с преобра- зователей обра зцовой и измеряемой сред, тем меньше показания индикационного устройства. Следует также отметить, что чувствительность схемы и диапазон определяются емкостью кол цевого счетчика, которая выбирается исходя из параметров измерений.

0

5

0

5

0

144

Вместо чувствительного элемента 2 и преобразователя образцовой среды можно подключить образцовый генератор с регулируемой частотой импульсов. В этом случае возможно измерение электропроводности среды в абсолютном значении.

Формула изобретения

Измеритель электропроводности слабопроводящих сред, содержащий рабочий и образцовый чувствительные, элементы с подключенными преобразователями электропроводность-частота и регистратор результатов измерений, о тлич а ющий ся тем, что, с целью повьш1ения точности и распш- рения диапазона измерений, в него введены кольцевой счетчик, реверсив- ньй счетчик, устройство управления и два асинхронных ключа, первый и второй входы которых подключены к выходам преобразователей рабочего и образцового чувствительных элементов, а третьи, соответственно, - к первому и второму выходам устройства, третий выход которого соединен с входом реверсивного счетчика, а четвертый - с регистратором, вьпсод первого ключа через кольцевой счетчик соединен с входом устройства управления, а два выхода второго ключа подклю 1е- ны соответственно к входам прямого и обратного счета реверсивного счетчика, к выходу которого подсоединен регистратор.

Устройство предназйачено для изг ерения электропроводности (Э) слабо- фоводящих сред и может быть исполь- ювано для решения широкого класса (адач химико-физического анализа. Повьппение точности и расширение диапазона измерений реализуется за счет того, что в дифференциальном измерителе электропроводности, содержащем рабочий и образцовый чувствительные элементы (ЧЭ) с подключенными преоб-, разователями электропроводность - частота и регистратор результатов измерений, используются кольцевой и реверсивный счетчики, подключаемые поочередно посредством ключей, и устройство управления к регистратору. Э определяется как разность числа импульсов счета при фиксированном времени подключения рабочего и образцового ЧЭ. 1 ил. (Л С