Кондуктометр Советский патент 1987 года по МПК G01N27/02 

t

Изобретение относится к физико- химическим исследованиям и может быть использовано для измерения концентрации электропроводных раствор и газов по величине электропроводности в легкой, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен кондуктометр, содержащий кювету с исследуемой жидкостью, два сердечника с обмотками, причем одна обмотка соединена с источником питания, и другая - с измерительным прибором l .

Недостатком этого кондуктометра является невысокая точность измерения .

Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности является кондуктометр, со- |цержащий кювету, расположенную межд питающим и измерительным трансформаторами, генератор и измерительный прибор, причем обмотка питающего трасформатора с параллельно подключенным к ней конденсатором соединена с генератором, а обмотка измерительного трансформатора соединена с измерительным прибором 2j .

Недостатком известного кондуктометра является то, что высокая точность измерения достигается в нем только при условии строгого соблюдения резонанса частот генератора и контура, образованного обмоткой питающего трансформатора и конденсато ра. Даже при небольших отклонениях от резонанса чувствительность устройства резко падает, в результате чего неконтролируемо возрастает ошибка измерения. Необходимость выполнения условия резонанса накладывает очень жесткие требования к стабильности параметров генератора и питающего трансформатора, в результате чего резко усложняется их схема, а следовательно,снижается надежность и дорожает устройство. Кроме того, даже при использовании высокостабильного генератора (как по амплитуде, так и по частоте) практически невозможно в данных условиях .обеспечить без перестройки контура постоянное сохранение условий резонанса.

Используемый в известном устройстве кон.тур имеет неравную нулю активную переменную нагрузку, поскольку электропроводность измеряемых

жидкостей меняется в определенном диапазоне. Однако известно, что для реального контура частоты собственных колебаний описываются выражением

W 32,

где W

L С

а

LC

индуктивность; емкость,

логарифмический коэффициент затухания, зависящий от велт чины активной нагрузки контура.

Таким образом, при изменении электропроводности контролируемой жидкости, частота собственных колебаний контура меняется, что приводит даже при стабильной частоте генератора к нарушению условий резонанса.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в кондуктометр, содержащий кюве- (гу, расположенную между питающим и измерительным трансформаторами, генератор и измерительный прибор, при- чем обмотка питающего трансформатора с параллельно подключенным к ней конденсатором соединена с генератором, а обмотка измерительного трансформатора соединена с измерительным прибором, дополнительно введены диодный коммутатор, дополнительная обмотка питающего трансформатора, два пиковых детектора, причем обмотка питающего трансформатора с конденсатором соединена с генератором через диодный коммутатор, дополнительная обмотка питающего трансформатора через первый пиковый детектор введена в цепь обратной связи генератора, а обмотка измерительного трансформатора соединена с измерительным прибором через второй пиковый детектор.

На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема кондуктора;

на фиг.2 - осциллограмма процесса затухания амплитуды собственных колебаний, возникающих в результате ударного возбуждения контура.

Кондуктометр содержит питающий 1

и измерительный 2 трансформаторы, связанные жидкостным витком, образованным исследуемым раствором в кольцеобразной кювете 3, генератор 4 импульсов и измерительный прибор 5.

3

Параллельно обмотке 6 питающего трансформатора 1 подключен конденсатор 7. Выход генератора 4 соединен через диодный коммутатор 8 .с обмоткой 6 питающего трансформатора 1 который снабжен дополнительной обмоткой 9,которая через первьм пиковый детектор 10, включена в цепь обратной связи- генератора А.

Обмотка 11 измерительного трансформатора 2 через второй пиковый детектор 12 соединена с измерительным прибором 5. Пиковые детекторы подключены так, что они детектируют импульсы, полярность которых противоположна полярности возбуждающих импульсов.

Кондуктометр работает следующим образом.

Прямоугольные импульсы с заданной скважностью, вырабатываемые генератором 4, подаются через диодный коммутатор 8 в обмотку 6 питающего трансформатора 1. Под действием этих импульсов в колебательном контуре, образованном обмоткой 6 питающего трансформатора 1 и конденсатором 7, возбуждаются затухающие колебания на собственной частоте контура. Начальная амплитуда этих колебаний определяется параметрами контура и возбуждающего импульса (фиг.2). Аналогичные колебания возникают и в до- шолнительной обмотке 9. Поскольку второй пиковый детектор 12 включен так, что он детектирует импульсы, полярность которых противоположна полярности возбуждающего импульса, то напряжение на его выходе всегда равно . максимальной амплитуде напряжения, возникающего на концах дополнительной обмотки 9 питающего трансформатора 1. Так как напряжение на выходе первого пикового детектора 10 всегда равно амплитуде первого полупериода свободных колебаний контура, то при включении его

918584

в цепь обратной связи генератора 4 начальная амплитуда свободных колебаний всегда постоянна.

Таким образом, в кондуктометре

5 автоматически реализуются оба требования достижения максимальной чувствительности трансформаторного метода измерения электропроводности жидкости: резонансные условия, т.е. конfO тур всегда возбуждается на собственной резонансной частоте и начальная амплитуда колебаний всегда постоянна, а следовательно, и постоянна электродвижущая сила, возникающая в кон15 туре.

Под действием затухающих колебаний в жидкостном витке индуцируется ток, величина которого пропорциональна

20 электропроводности жидкости. Под действием этого тока в обмотке измерительного трансформатора 2 возникает напряжение, которое детектируется вторым пиковым детектором 12, а поскольку он детектирует только, импульсы, полярность которых противоположна полярности импульсов возбуждающего импульса, напряжение U на его выходе всегда пропорционально началь30 ной амплитуде Ue затухающих колебаний в обмотке питающего трансформатора 1 и электропроводности жидкого витка. Поскольку величина U постоянна, сигнал на выходе пикового де35 тектора пропорционален только электропроводности жидкости и не зависит в широком диапазоне от стабильности параметров возбуждающего импульса и питающего трансформатора.

0 Благодаря тому, что в устройстве автоматически выполняются резонансные условия, чувствительность устройства максимальна во всем диапа- . зоне измеряемых электропроводностей,

5 Точность измерения в предлагаемом устройстве в 3-4 раза выше, чем в известном кондуктометре.

25

fe.2

Редактор И.Дербак

Составитель Л.Свешникова Техред Л.Олейкик

Заказ 225/42 Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

i.......-J«« .мм. «.«.,......«.. ...«....-..-.«..«. -,,„

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная,

Корректор С.Шекмар