Измерительный преобразователь электрической проводимости жидкостей Советский патент 1988 года по МПК G01R27/22 

1

Изобретение относится к технике измерений злектрофизических параметров жидкостей и может быть использовано в океанографии для исследований мелкомасштабной турбулентности и динамики океана в составе зондирующих комплексов в качестве измерительного преобразователя средних

13

U2

УККП 3 содержит последовательно соединенные синхронный детектор 16 и интегратор 17, который соединен с первым входом модулятора 18, а также установленный на входе УККП 3 фазовращатель 19. Вход фазовращателя 19 соединен с выходом генератора 4 синусоидального напряжения. Второй вход

ла синхронного детектора 16 соединены с выходом фазовращателя 19. Вход рабочего сигнала синхронного детектора 16 соединен с выходом согласующего 15 устройства 10. Выходом УККП 3 является выход модулятора 18.

Измерительный преобразователь электрической проводимости жидкостей работает следующим образом.

Входной трансформатор 6 напряже20

НИН, питаемый от генератора 4 сину30

и переменных значений удельной элект- ю модуляторй 18 и вход опорного сигна- рической проводимости (УЭП).

Пель изобретения - повьшение чувствительности и помехозащищенности измерительного преобразователя.

На чертеже изображена ctpyKTypHaH схема измерительного преобразователя электрической проводимости жидкостей.

Предлагаемый преобразователь содержит первичный преобразователь 1 (ПП), промежуточный преобразователь 2, устройство 3 компенсации квадратурной помехи (УККП) и генератор 4 синусоидального напряжения, подключенный к входу УККП 3 и входу ПП 1. Последний с жидкостным витком 5 связи содержит входной трансформатор 6 напряжения и выходной трансформатор 7 тока с выходной обмоткой 8, подключенной к входу промежуточного преобразователя 2, и обмоткой 9 компенсации. ПП 1 и промежуточный преобразо-ч ватель 2 охвачены общей отрицательной частотно-селективной связью через обмотку 9 компенсации трансформатора 7 тока. Промежуточный преобразователь 2 содержит входное согласующее устройство 10, последовательно соединенное с синхронным детектором 11 и полосовым фильтром 12, модулятор 13, интегратор 14 и фазовращатель 15. Выходами измерительного преобразователя являются по переменным значениям УЭП - выход полосового фильтра 12, а по средним значениям - выход интегратора 14. Входное согласующее устройство 10 выполнено дифференциальным. Первый вход его подключен к выходной обмотке 8 трансформатора 7 тока, второй - к выходу УККП 3. Вход опорного сигнала синхронного детектора 11 через фазовращатель 15 подсоединен к выходу генератора 4 синусоидального напряжения. К выходу синхронного детектора 11 подключен интегратор 14. Первый вход модулятора 13 соединен с входом опорного сигнала синхронного детектора 11, второй - с выходом интегратора, а выход подключен к обмотке 9 компенсации.

35

соидального напряжения, индуцирует ЭДС квадратурной помехи на выходной обмотке 8 трансформатора 7 тока. Зна25 чение ЭДС зависит от степени экранирования трансформаторов друг от друга, их взаимного расположения, значения магнитной проницаемости сердечников, длины соединительных проводов и других факторов. ЭДС квадратурной помехи усиливается входным согласующим устройством 10 и подается на входы синхронных детекторов 11 и 16, которые путем регулирования фазовращателей 15 и 19 настроены таким образом, что синхронный детектор 16 детектирует напряжение квадратурной помехи, а синхронный детектор 11 напряжение, пропорциональное УЭП. По40 скольку жидкостной виток отсутствует, значение напряжения на выходе интегратора 14 близко нулю. Значение напряжения на выходе интегратора 17 пропорционально амплитуде квадратурной помехи. Это напряжение управляет работой модулятора 18, сигнал которого поступает на второй вход входного согласующего устройства 10 и вычита - ется из сигнала выходной обмотки 8 трансформатора 7 тока. Напряжение на выходе входного /согласующего устройства 10 становится равным нулю, т.е. наступает компенсация квадратурной помехи.

При погружении первичного преобразователя 1 в исследуемую жидкость в витке 5 связи протекает ток, пропор- циональньй мгновенному значению УЭП. На вход согласующего устройства 10

45

50

55

ла синхронного детектора 16 соединены с выходом фазовращателя 19. Вход рабочего сигнала синхронного детектора 16 соединен с выходом согласующего устройства 10. Выходом УККП 3 является выход модулятора 18.

Измерительный преобразователь электрической проводимости жидкостей работает следующим образом.

Входной трансформатор 6 напряже

модуляторй 18 и вход опорного сигна-

НИН, питаемый от генератора 4 сину0

5

соидального напряжения, индуцирует ЭДС квадратурной помехи на выходной обмотке 8 трансформатора 7 тока. Зна5 чение ЭДС зависит от степени экранирования трансформаторов друг от друга, их взаимного расположения, значения магнитной проницаемости сердечников, длины соединительных проводов и других факторов. ЭДС квадратурной помехи усиливается входным согласующим устройством 10 и подается на входы синхронных детекторов 11 и 16, которые путем регулирования фазовращателей 15 и 19 настроены таким образом, что синхронный детектор 16 детектирует напряжение квадратурной помехи, а синхронный детектор 11 - напряжение, пропорциональное УЭП. По0 скольку жидкостной виток отсутствует, значение напряжения на выходе интегратора 14 близко нулю. Значение напряжения на выходе интегратора 17 пропорционально амплитуде квадратурной помехи. Это напряжение управляет работой модулятора 18, сигнал которого поступает на второй вход входного согласующего устройства 10 и вычита - ется из сигнала выходной обмотки 8 трансформатора 7 тока. Напряжение на выходе входного /согласующего устройства 10 становится равным нулю, т.е. наступает компенсация квадратурной помехи.

При погружении первичного преобразователя 1 в исследуемую жидкость в витке 5 связи протекает ток, пропор- циональньй мгновенному значению УЭП. На вход согласующего устройства 10

5

0

5

поступает сигнал, пропорциональный разности ампервитков обмотки 9 и тока в жидкостном витке 5,

Разностный сигнал преобразуется в напряжение и усиливается входным согласующим устройством 10. Продетек тироваиный синхронными детекторами 11 и 16 сигнал поступает на входы интеграторов и 17 соответственно После достижения на выходе интегратора 14 напряжения, необходимого для совдания в обмотке 9 компенсации тока, компенсирующего создаваемый током жидкостного витка магнитный поток, напряжение на входе интегратора 14 становится равным нулю и он хранит на выходе напряжение, пропорциональное cpeднe fy значению УЭП. Огибающая сигнала на выходе синхронного детектора 11 вьщеляется полосовым фильтром 12, на выходе которого напряжение пропорционально переменным значениям УЭП. При отсутствии квадратурной помехи напряжение на выходе интегратора 17 рапно нулю. В этом случае напряжение на выходе модулятора 18 тоже равно нулю, а напряжение компенсации квадратурной помехи на входное согласующее устройство 10 не поступает. При появлении квадратурной помехи на выходной обмотке 8 трансформатора 7 тока фаза напряжения на выходе входного согласующего устройства 10 изменяется от

0

5

88

0

5

0

144

носительно сигналов упраяления синхронными детекторами 11 и 16. Это приводит к тому, что напряжение на выходе интегратора 17 становится отличным от нуля, а ил выходе модулятора 18 появляется напряжение, компенсирующее квадратурную помеху. Таким образом, на выходе согласующего устройства напряжение квадратурной помехи постоянно поддерживается близким к нулю. В результате на выходе измерительного преобразователя электрической проводимости жидкостей формируется сигнал, пропорциональный только мгновенным значениям УЭП, что повышает чувствительность устройства.

В случае изменения уровня квадратурной помехи, вызванного изменением среднего значения УЭП, на выходе входного согласующего устройства 10 появляется напряжение, пропорциональное разности нового значения квадратурной помехи и напряжения компенсации. Эта разность усиливается, детектируется, интегрируется УККП 3, в результате пропорционально изменяется напряжение компенсации на выходе входного согласующего устройства 10.

Процесс непрерывной компенсации реализуется в широком амплитудном и частотном диапазонах изменений уровня квадратурной помехи, в результате повьшается помехозащищенность измерительного преобразователя УЭП.