Кондуктометр Советский патент 1986 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к устройствам для измерения электрических свойств веществ резонансным способом и может быть использовано для измерения удельной электрической проводимости жидких сред, а также для контроля hx технологических параметров, функционально связанных с удельной электрической проводимостью,

целью термокомпенсации контролируемой среды на резисторах 33 и 34 под ключей параллельно конденсатору 31 фильтра нижних частот. Напряжение питания подается на клеммы 35 и 36,

Принцип работы устройства основа на поочередном измерении регистрато ром постоянной составляющей коллекторного тока транзистора 8 (фнг,2)

например, для автоматического контро- 0 автогенератора,без компенсации поля концентрации растворов и пульп . гидрометаллургических производств.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет по- вьппения температурной стабильности и линейности статической характеристики кондуктометра,

На фиг.) и 2 соответственно представлены функциональная и электрическая принципиальная схемы устрой- ства для измерения концентрации щелочи в растворах н пульпах глиноземного производства.

Кондуктометр, (фиг.) состоит из автогенератора 1 с индуктивным дат- чиком 2 в качестве элемента резонансного контура, преобразователя 3, подключенного к автогенератору 1, схемы 4 управления, входами подключенной к коммутатору 5 и преобразова телю 3, фильтра 6 нижних частот и регистратора 7. Регистратор 7 подклнэче через фильтр 6 нижних частот парал- лельно резонансному контуру автогенератора.

Высокочастотный автогенератор (фиг,2) выполнен на транзисторе 8, резисторах 9 - 11, конденсаторах 12- 14 и ИНДУ1СТИВНОМ датчике 2. Преобразователь 3 состоит из амплитудного детектора на диоде 5, конденсатора 16, резистора 17, схема управления 4 из дифференциального усилителя 18„ источника опорного напряжения на резисторе )9, стабилитрона 20, транзисторного усилителя на транзисторе 21, резисторе 22 второго источника опорного напряжения на стабилитроне 23, резисторе 24, фильтра нижних частот на катушке 25 индуктивности и конденсаторе 26, резистора 27 и диода 28 для защиты дифференциального усилителя от перенапряжений. Коммутатор представляет собой ключ на транзисторе 29, управляемый напряже- нием прямоугольной формы. Фильтр нижних частот вьтолнен на катушке 30 и конденсаторе 31. Регистратор 32 с

целью термокомпенсации контролируемой среды на резисторах 33 и 34 под ключей параллельно конденсатору 31 фильтра нижних частот. Напряжение питания подается на клеммы 35 и 36,

Принцип работы устройства основан на поочередном измерении регистратором постоянной составляющей коллекторного тока транзистора 8 (фнг,2)

терь в резонансном контуре, вызванных изменением электропроводимости среды, и в момент компенсации и пре образовании их разности в выходной сигнал.

Кондуктометр работает следу вдо образом,

При отсутствии анализируемой сре ,цы напряжение на выходе амплитудного детектора равно опорному на стабилиг троне 20, напряжение на входе дифференциального усилителя 18 равно нулю и транзистор 2I заперт независимо от того открыт или закрыт клю.ч на транзисторе 29, Постоянная составля- (нцая и myльcoв коллекторного тока, транзистора 8 автогенератора и падение напрялсения на активном сопротивлении датчика 2 также остаются неизменньми, независимо от состояние ключа. Это напряжение, вьщеленное С - фильтром 6, подается на регистратор 32. При наличии электропроводящей анализируемой среды за счет вносимых активных потерь эквивалентное сопротишление резойансного контура 2 и напряжение на нем и на выходе амплитудного детектора 3 уменьшается, что приводит к появлению напряжения на входе и выходе усилителя .18. Если на транзисторе 29 открыт, то выходное напряжение усилителя 18 через резистор 27 закорачивается, транзистор 21 остается запертым и постоянная составляющая импульсов коллекторного тока транзистора 8 остается такой же как и при отсутствии анализи- руемой среды,

Если ключ на транзисторе 29 закрыт, вьжодное напряжение усилителя 18 открывает транзистор 21, увеличивая ток эмиттера и амплитуду первой гармоники коллекторного тока транзистора 8 до тех пор, пока не будут скомпенсированы активные потери, внесенные в контур анализируемой средой, |а амплитуда переменного напряжения и выходное напряжение амплитудного де

3

тектора станет равным опорному. При этбм пропорционально амплитуде перво гармоники увеличивается и постоянная составляющая коллекторного тока транзистора 8, а, срответственно и выходное напряжение, подаваемое на регистратор 32, Показания регистратора 32 пропорциональны разности напряже- |ний с выхода фильтра 6 при отсутствии и при наличии анализируемой среды.

При изменении температуры окружающей и анализируемой среды изменения постоянной составляющей коллекторного тока, вызванные изменением параметров активных элементов измерительной схемы, параметров катушки индуктивного датчика и высокочастотного кабеля, создают одинаковое изменение выходного напряжения как при открытом, так и при закрытом транзисторе 9 и взаимно вычитаются, чем достигается исключение погрешностей за счет этих изменений. При изменении зквива лентного сопротивления резонансного контура изменяется угол отсечки коллекторного тока транзистора автогенератора. Поскольку в зависимости от :угла отсечки связь между коэффициентом разложения первой гармоники лекторного тока транзистора 8 и его постоянной составляющей может,быть как линейной, так и нелинейной в ту

или другую сторону, то соо.тветствую- щим выбором угла отсечки достигается компенсация погрешности от нелинейности электропроводимости контролируемой среды от контролируемого параметра. Использование кондуктометра позволит повысить точность измерения удельной электрической проводимости в условиях высокотемпературных агрессивных сред со значительными изменениями температуры окружающей среды,, например, в условиях глиноземного производства

15 Формула изобретения

Кондуктометр, содержащий автогенератор с индуктивным датчиком в качестве элемента резонансного контуру, преобразователь, коммутатор, фильтр нижних частот-, подключенный к резонансному контуру автогенератора, ре

гистратор, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения., в него дополнительно введена схема управления мощностью автогенератора, а регистратор пoдкJBOчeн через фильтр нижних частот параллельно резонансному контуру, причём входы схемы управления мощностью подключены к выходам преобразователя и коммутатора , а выход - к управляющему входу автогенератора.

29

uir

35

Изобретение относится к устройствам для измерения электрических свойств веществ путем оценки изменения параметров сигнала генератора, чувствительный элемент которого (датчик) размещен в исследуемом объекте. Кондуктометр содержит автогенератор с индуктивным датчиком, преобразователь сигнала генератора, фильтр ких частот, схему управления мощностью автогенератора, коммутатор, регистратор. В устройстве обеспечивается изменение амплитуды первой гармоники автогенератора при измене-- НИИ температуры. Показания регистратора пропорциональны разности напряжений при отсутствии и при наличии исследуемой среды в датчике, 2 ил. (Л с to со со о to 4

Фмг.2.