Устройство для измерения концентрации растворов Советский патент 1988 года по МПК G01N27/02 

(f.

С

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть применено для измерения физико-хими ческих параметров электрически неоднородных жидких сред контактным методом. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение ди- наического диапазона измеряемых концентраций. Устройство содержит генератор гармонических колебаний, рабочий и образцовый кондуктометрические преобразователи с токовыми и потенциальными Электродами. В устройство введены преобразователь временного интервала в код, триггер, одновибра- тор, фазовый детектор и два амплитудно-фазовых регулятора. 2 ил. S S

со ю о ел сд

UD

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть применено для измерения физико-химических параметров электрически неоднородных жидких сред контактным методом, в частности при необходимости контроля концентрации (электропроводности) жидких сред при проведении химических и гальванических процессов, например при определении степени загрязненности дистиллированной воды, применяемой для промывки печатных плат.

13905592

амплитудно-фазовых регуляторов 9 и 10, имеющих фазовый сдвиг на 90 дру

/ гг

относительно друга и на 4Ь относительно выходного напряжения генератора 1 1/и Asincot, где А - амплитуда напряжения на вькоде генератора 11, в цепи электродов 1 и 3, 2 и 4 протекают токи I

р

10

ния напряжений U и U,

создающие паде- на сопротивлениях электролитов. Н результате суммарный сигнал (фиг.2) соединенных вместе потенциальных электродов 1 и 2, действующий на информационном

Цель изобретения - повышение точ- 15 входе фазового детектора 12,равен

(cot + 45)+Upsin(wt-45 ). Поскольку вход опорного сигнала фазового детекфора подключен к выходу генератора 11, выходное напряжение фазового детектора 12 представляет

нести измерения и расширения динамического диапазона измеряемых концентраций .

На фиг.1 показана функциональная схема устройства для измерения концентрации растворов; на фиг.2 - эпюры напряжений, действующих в различных точках устройства.

Устройство содержит потенциальные

20

собой последовательность импульсов, длительность которых равна ,, где t и t,- моменты времени, в кото рые сигналы на входах детектора 12

электроды 1 и 2 рабочего и образцово-25 переходят через нуль, т.е. ,

го кондуктометрического преобразователя, соответственно токовые электроды 3 и 4 этих же преобразователей, экран 5, камеры преобразователей 6 и 7, выполненные в корпусе 8 из ди- электрического материала, амплитуднофазовые регуляторы 9 и 10, генератор 11 гармонических колебаний, фазовый детектор 12, триггер 13, преобразователь 14 временного интервала в код и одновибратор 15. Кондуктомет- рические преобразователи выполнены в одном корпусе 8 с экраном 5 по всей , который соединен с нулевой шиной устройства.

Выходы амплитудно-фазовых регуляторов 9 и 10 подключены к токовым

электродам 3 и 4 соответственно, а входы соединены с выходом генератора 11 гармонических колебаний и входом канала опорного сигнала фазового детектора 12, сигнальньй вход которого соединен с потенциальными электродами 1 и 2, выход подключен к входу запуска преобразователя 14 временного интервала в код и через последовательно соединенные триггер 13 и одновибратор 15 к информационному входу этого же преобразователя 1..

Устрйство работает следующим образом.

При подаче на токовые электроды 3 и 4 переменных напряжений с выходо

текают токи I

р

ния напряжений U и U,

создающие паде- на сопротивлениях электролитов. Н результате суммарный сигнал (фиг.2) соединенных вместе потенциальных электродов 1 и 2, действующий на информационном

(cot + 45)+Upsin(wt-45 ). Поскольку вход опорного сигнала фазового детекфора подключен к выходу генератора 11, выходное напряжение фазового детектора 12 представляет

0

собой последовательность импульсов, длительность которых равна ,, где t и t,- моменты времени, в которые сигналы на входах детектора 12

Ur

О. Из приведенных уравнений определяют моменты времени, соответствующие этим переходам:

1

t.

/Uf-Uo V

rf 8 (uj;or

---::

I

aTf

,- Urx arcsin(---) ,

где о 2 irf;

f - частота генератора

Таким образом, на выходе фазового детектора действуют импульсы, длительность которых равна,

5ll -« arcsin (7) .

При равенстве концентраций исследуемого и образцового растворов ( Ug) сигнал на выходе фазового детектора 12 отсутствует, а при возрастании концентрации исследуемого раствора длительность выходных импульсов пропорционально увеличивается.

Выделение одного импульса, поступающего на вход преобразователя 14 временного интервала в код для изме- рения его длительности, осуществляется триггером 13 и одновибратором 15, так как запуск одновибратора, вырабатывающего импульс заданной длительности, происходит в момент установки

31

выхода триггера 13 в состояние 1, что соответствует моменту поступления на его вход заднего фронта первого импульса фазового детектора 12, Выходной импульс одновибратора 15, дeйctвyя на входе преобразователя 14 запрещает прохождение в его схему остальных импульсов с выхода фазового детектора 12 до момента его окон- чания. Длительность импульса одновибратора 15 выбирается достаточной для надежного считывания п-разрядного двоичного коДа на выходе устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения концентрации растворов, содержащее генератор гармонических колебаний, рабочий и образцовый кондуктометрические преобразователи, каждый из которых содержит один токовый и один потенциальный электрод, причем кондуктоетрические преобразователи выполне- 25 вателя.

ны в од кого ма площади шиной у электро отли целью п ния дин ний, в временн одновиб амплиту которых токовым ны с вы нала оп тора, с нен с п выход п образов код и ч ные три мационн

вателя.

ны в одном корпусе из диэлектрического материала с экраном по всей площади, который соединен с нулевой шиной устройства, а потенциальные электроды соединены между собой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона измерений, в него введены преобразователь временного интервала в код, триггер, одновибратор, фазовый детектор, два амплитудно-фазовых регулятора, выходы которых подключены к соответствующим токовым электродам, а входы соединены с выходом генератора и входом канала опорного сигнала фазового детектора, сигнальный вход которого соединен с потенциальными электродами, а выход подключен к входу запуска преобразователя временного интервала в код и через последовательно соединенные триггер и одновибратор к информационному входу этого же преобразоUon,

3 иц.

Л f-Ч5

Щ.

Uz

Ul2

ui

U U2-Up Uo

)

Фиг. 2