Способ измерения параметров электропроводящей среды и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01N27/06 

Изобретение относится к кондук- тометрии и может быть использовано в системах контроля параметров технологических процессов и других областях техники, где требуется вести контроль параметров электропроводящих сред.

Ъ

Цель изобретения - повьппение точности и информативности измерени параметров электропроводящих сред.

На фиг. 1 изображена схема градуировки; на фиг. 2 - эквивалентная схема; на фиг. 3 - электрическая схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Способ измерения параметров электропроводящей среды с помощью измерительной ячейки с электродами включает следующие рабочие операции

Градуировка средства измерения (измерительной ячейки) по образцовому раствору совмещается с калибровкой устройства с помощью формирователя пульсаций электрической проводимости. Измерительную ячейку 1 погружают в исследуемую среду 2 (для данной операции - образцовьй раствор, находящийся в диэлектрической ванне 3) на глубину, при которой погруженными оказываются первый электрод 4 и второй электрод 5, а третий электрод 6, расположенный у основания конуса 7 ячейки 1 остается в воздухе. Сигнал с формирователя 8 пульсаций прикладьшают к второму 5 и третьему 6 электродам, а измеритель 9 электропроводности подключают к первому 4 и третьему 6 электродам. Последовательно с .сопротивлением образцового раствора R.j включается пульсирующее сопротивление Rj. формирователя пульсаций. Варьируя параметры образцового раствора 2 изменяют статическую составляющую сопротивления (R,2 ) изменяя частоту и амплитуду пульсаций - динамическую (Rj.j ) Таким образом получается семейство градуированных кривых. При измерении ячейка 1 погружается полностью в ис следуемую среду. При этом формирователь 8 пульсаций закорочен сопротивлением раствора.

Устройство для измерения парамет .ров электропроводящей среды содержи контактную измерительную ячейку 1 в виде конуса 7 из диэлектрика, в вершине которого расположен первый

152

электрод 4, а между вершиной и основанием - второй электрод 5, выполненный в виде кольца на поверхности конуса. Ячейка снабжена третьим электродом 6 в виде кольца на поверхности конуса между его основанием и вторым электродом 5. Измеритель 9 электропроводности подключен к элeктf)oдaм

4и 6, а вьшолненный в виде формирователя .8 пульсаций калибратор - к электродам 5 и 6. Площади электродов

5и 6 в 100 и более раз превышают, площад электрода 4. Калибратор содержит делитель, из сопротивлений 10 и 11, выполненный по Г-образной схеме, на вход которого подсоединен ключ 12, управляемый от импульсного генератора 13. Ключ. 12 закорачивает сопротивление 11 и сопротивление формирователя пульсации меняется от R до

10 Н

Измеритель 9 содержит последовательно соединенные генератор 14 высокой частоты, мостовую схему 15, дифференциальный детектор 1 б, усилитель 17 постоянного тока и вторичный регистрирующий прибор 18. Электроды 4 и 6 через разделительный конденсатор 19 включены в одно из плеч мосто .вой схемы 15. Емкость конденсатора 19 выбирается из условия обеспечения емкостного сопротивления на рабочей частоте генератора 14 в 10-100 раз меньшего минимального сопротивления жидкости, выход усилителя 17 через интегратор 20 соединен с затвором полевого транзистора 21, сток и исток которого соединены с электродами 4 и 5 соответственно.

Работа измерителя, происходит следующим образом.

Под действием напряжения, вырабатываемого генератором 14 на измерительной диагонали мостовой схемы 15, появляется переменное напряжение пропорциональное суммарной проводимости электролитического проводника с сопротивлением RX и канала полевого транзистора 21. Это напряжение детектируется и усиливается блоками

16и 17, поступает на входы прибора 18 и интегратора 20. Если мост 15 не сбалансирован, напряжение на выходе усилителя 17 не равно нулю, и напряжение на выходе интегратора 20 и проводимость канала полевого транзистора 21 изменяются до тех пор пока амплитуды напряжений на входах

дифференциального детектора 16 не станут равными между собой. При этом напряжение на входе прибора 18 равно нулю. Аналогичным образом автоматически осуществляется балансировка моста при любых медленных изменениях проводимости жидкости в процессе измерения. При флуктуациях проводи- мости относительно среднего значения проводимость канала полевого транзистора 21 не .изменяется, так как интегратор не реагирует на быстрые изменения сигнала на своем входе и прибор 18 регистрирует флуктуации контролируемого параметра.

Формула изобретения

1. Способ измерения параметров электропроводящей среды .с помощью измерительной ячейки с электродами, включающий градуировку измерительной ячейки по образцовому раствору, калибровку с помоп ью формирователя пульсаций электрической проводимости погружение ячейки в исследуемую среду и измерение электропроводности этой среды с последующей оценкой по результатам измерений параметров среды, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и

информативности измерение осуществляют с помощью трехэлектродной ячейки, при калибровке третий электрод размещают в воздушной среде, сигнал формирователя пульсаций прикладывают к второму и третьему электродам, а измерение электропроводности среды производят между первым и третьим электродами при погружении всех трех электродов.

2. Устройство для измерения параметров электропроводящей среды, содержащее контактную измерительную

ячейку, вьтолненную в виде конуса из диэлектрика, в вершине Которого расположен первый электрод, а между вершиной и основанием второй, вьшолнен- ный в виде кольца на поверхности конуса, измеритель электропроводности и калибратор, соединенные с электродами, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности и информативности, ячейка снабжена

третьим электродом, выполненным в виде кольца, установленного на поверхности конуса между основанием и вторым электродом, причем измеритель электропроводности подключен к первому и третьему электродам, а калибратор - к второму и третьему.

Изобретение относится к области кондуктометрии и может быть использовано для измерения параметров электропроводящих сред в системах контроля, технологических процессов и других областях техники. С целью повьшения точности и информативности при измерении параметров электропроводящих сред с помощью трехэлектрод- ной контактной измерительной ячейки градуировку измерителя производят при погружении в среду первого и второго электродов, при этом третий электрод находится вне среды, а при измерении все три электрода погружены в среду. При этом ячейка выполне - на в виде конУса, у основания которого расположен первый электрод, а второй и третий выполнены в виде колец на поверхности конуса, 2 с.п. ф-лы, 3 ил. (/) ел

М-.

r/-J

9

Км

Фт. 2

фиг. 1

«

Составитель Н. Станчук Редактор Н. Вобкова Техред ff.Кадар

Заказ 1705/46

Тираж 778

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, 4

Корректор О. Луговая

Подписное