Бесконтактный преобразователь электропроводности Советский патент 1987 года по МПК G01R27/02 

Ш

20

25

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах контроля и регулирования гальваническим производством, в химической промьшленности, а также в других областях промышленности, где необходим контроль за электропроводностью жидких сред.

Цель изобретения - повьшюние точ кости измерения электропроводности электролитов.

На чертеже показана блок-схема бесконтактного преобразователя электропроводности .

Преобразователь содержит обмотки возбуждения 1, обратной связи 2, измерительную 3, обратной связи 4 и под- магничивания 5, генератор 6 переменного напряжения, первый интегратор 7, усилитель 8 с единичным коэффициентом усиления, второй интегратор 9, третий интегратор 10, источник 11 тока, компаратор 12 и измерительный прибор 13, два тороидальных ферромагнитных сердечника - возбуждения 14 и измерительный 15, Причем обмотки 1, 2 и 4 соединены последовательно, а обмотки возбуждения 1 и обратной связи 2 соединены встречно, их общий вывод подключен к выходу усилителя 8 с 30 единичным коэффициентом усиления, вывод обмотки 4 соединен с неинвертирующим входом усилителя 8, инвертирующий вход и выход обмотки 1 возбуждения подключены к выходу интегратора 35 7, входы интеграторов 7 и 9 и управляющий вход интегратора 10 подключены к выходу генератора 6, интеграторы 9 и 10 и источник 11 тока соединены последовательно, обмотка 5 подмаг-40 ничивания подключена к выходу источника 11 тока, управляемого напряжением, измерительная обмотка 3 соединена с входом компаратора 12, выход компаратора 12 соединен с измеритель- 45 тельно ным прибором 13 и с управляющим входом интегратора 9, Тороидальные ферромагнитные сердечники возбуждения 14 и измерительный 15 расположены со- осно, на первом из них намотаны обмотка 1 возбуждения и обмотка 2 обратной связи, а на втором - обмотки измерения 3, обратной связи 4 и под- магничивания 5.

7, где преобразуется в треугольное, которое подается на обмотку 1 возбуя - дения и на инвертирующий вход усилителя 8 с единичным коэффициентом усиления. Протекающий в обмотке .1 воз- бужден ия ток наводит в витке жидкости ЭДС треугольной формы. Ток в витке жидкости также имеет треугольную форму. Он пропорционален электропроводности жидкости и наводит в измерительном сердечнике 15 магнитный поток Ф . Пр Ямоугольное напряжение с генератора, поступает также на второй интегратор 9. Оно дважды интегрируется и преобразуется в ток, который, протекая по обмотке 5, наводит магнитный поток ф. Эти два магнитных потока складываются и результирующий магнитный поток Ф наводит на измерительной обмотке 3 ЭДС, при переходе напряжения на измерительной обмотке через О срабатывает компаратор. 1 1мпульс с компаратора регистрируется в измерительном приборе 13 и одновременно сбрасывает второй интегратор 9, при этом напряжение на измерительной обмотке 3 снова становится неравным нулю и процесс повторяется.

Так происходит зз течение положительного полупериода. Отрицательным фронтом напряжения генератора 6 прямоугольного напряжения сбрасывается и блокируется интегратор 10. Измерительный прибор 13 также блокируется.

Амплитуда импульсов в измерительной обмотке 3 пропорциональна электрической проводимости жидкости, но так как спадание напряжения (наклон импульсов пилообразной формы) в измерительной обмотке 3 происходит по закону, определяемому интеграторами 9 и 10, постоянные времени которых строго заданы, то количество импульсов в измерительной обмотке 3, а следова- , и на выходе компаратора 12, пропорционально электропроводности.

Следящая обратная связь, в цепь которой включены усилитель 8 с еди- 50 ничным коэффициентом усиления с обмотками 2 и 4, позволяет поддерживать в витке электролита строго заданную- форму и величину ЭДС независимо от изменения температуры измене- Бесконтактный преобразователь элек-55 ния активного сопротивления обмоток тропроводности работает следующим об- магнитных свойств магнитопровода, а разом,также независимо от величины переменПрямоугольное напряжение с генера- ного магнитного потока в измеритель- тора поступает на первый интегратор ном магнитопроводе.

0

5

0 35 0 5 тельно

7, где преобразуется в треугольное, которое подается на обмотку 1 возбуя - дения и на инвертирующий вход усилителя 8 с единичным коэффициентом усиления. Протекающий в обмотке .1 воз- бужден ия ток наводит в витке жидкости ЭДС треугольной формы. Ток в витке жидкости также имеет треугольную форму. Он пропорционален электропроводности жидкости и наводит в измерительном сердечнике 15 магнитный поток Ф . Пр Ямоугольное напряжение с генератора, поступает также на второй интегратор 9. Оно дважды интегрируется и преобразуется в ток, который, протекая по обмотке 5, наводит магнитный поток ф. Эти два магнитных потока складываются и результирующий магнитный поток Ф наводит на измерительной обмотке 3 ЭДС, при переходе напряжения на измерительной обмотке через О срабатывает компаратор., 1 1мпульс с компаратора регистрируется в измерительном приборе 13 и одновременно сбрасывает второй интегратор 9, при этом напряжение на измерительной обмотке 3 снова становится неравным нулю и процесс повторяется.

Так происходит зз течение положительного полупериода. Отрицательным фронтом напряжения генератора 6 прямоугольного напряжения сбрасывается и блокируется интегратор 10. Измерительный прибор 13 также блокируется.

Амплитуда импульсов в измерительной обмотке 3 пропорциональна электрической проводимости жидкости, но так как спадание напряжения (наклон импульсов пилообразной формы) в измерительной обмотке 3 происходит по закону, определяемому интеграторами 9 и 10, постоянные времени которых строго заданы, то количество импульсов в измерительной обмотке 3, а следова- , и на выходе компаратора 12, пропорционально электропроводности.

30 35 40 45 тельно

Следящая обратная связь, в цепь которой включены усилитель 8 с еди- 50 ничным коэффициентом усиления с обмотками 2 и 4, позволяет поддерживать в витке электролита строго заданную- форму и величину ЭДС независ313

Формула изобретения

Бесконтактный преобразователь электропроводности, содержащий датчик электрической проводимости, состоящий из двух тороидальных ферромагнит- ных сердечников - возбуждения и измерительного, на первом намотаны две обмотки - возбуждения и дополнительная, на втором - измерительная, генератор переменного напряжения, усили- тель с единичным коэффициентом усиления, измерительный прибор, причем обмотки возбуждения и дополнительная включены последовательно встречно, общий вывод обмоток соединен с выхо- дом усилителя с единичным коэффициентом усиления, инвертирующий вход которого соединен с другим выводом обмотки возбуждения, отличающийся тем, что, с целью повьше- ния точности, в него введены обмотки подмагничивания и обратной связи, три интегратора, источник тока, компараРедактор М, Бланар Заказ 2859/41

Составитель А..Кринов Техред И.Попович

Тираж 730 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

884

тор, причем обмотка подмагничивания и обмотка обратной связи расположены на измерительном тороидальном ферро-( магнитном сердечнике, выход генератора переменного напряжения через первый интегратор соединен с инвертирующим входом усилителя с единичньш коэффициентом усиления, второй, третий интеграторы и источник тока соединены последовательно, вход второго интегратора и управляющий вход третьего интегратора соединены с выходом генератора переменного напряжения, обмотка подмагничивания соединена с выходом источника тока, обмотка обратной связи соединена последовательно с дополнительной обмоткой, а второй ее вывод соединен с неинвертирующим входом усилителя с единичным коэффициентом усиления, измерительная обмотка через компаратор соединена с измерительным прибором и управляющим входом второго интегратора.

Корректор С.Черни Подписное

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах контроля и регулирования гальваническим производством, в химической промышленности, а также в других ее областях, где необходим контроль за электропроводностью жидких сред. Изобретение обеспечивает повышение точности измерений электропроводности электролитов. Устройство содержит обмотки возбуждения 1, обратной связи 2, измерительную 3, обратной связи 4, подмагничивания 5, генератор 6 переменного напряжения, интеграторы 7, 9 и 10, усилитель 8 с единичным коэффициентом усиления, источник 11 тока, компаратор 12, измерительный прибор 13, два тороидальных ферромагнитных сердечника: 14 возбуждения и 15 измерительный. Следящая обратная связь, в цепь которой включены усилитель 8 с обмотками 2 и 4, позволяет поддерживать в витке электролита строго заданную форму и величину ЭДС независимо от изменения соответствующих физических параметров - температуры, активного сопротивления обмоток, магнитных свойств магнитопровода и магнитного потока в магнитопроводе. 1 ил. (/)