Устройство для измерения электропроводности жидкостей Советский патент 1988 года по МПК G01R27/02 

cpuai

Изобретение относится к измерительной т.ехнике и предназначено для использования в океанографической измерительной аппаратуре, а также может быть применено в любых системах для измерения и контроля электропроводности жидкостей.

Целью изобретения является снижение погрешности измерений и повышение чувствительности преобразователя без увеличения погрешности от пространственного осреднения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения электропроводности жидкости, содержащем два коаксиально расположенных тороидальных трансформатора, один из которых - возбуждающий - с обмотками

возбуждения и компенсации, а второй -20 стота - 10 кГц), выполненный по изт, е. при 1/; 1, и при прочих равных условиях можно добиться увеличения напряженности магнитного поля в сердечнике в ,раза, что приводит к соответствующему увеличению.чувствительности. В таком же соотношении происходит увеличерше сопротивления холостого хода трансформатора Z,K,

как следствие, уменьшение как токовой, так и угловой погрешности измерения.

На фиг. 1 приведена электрическая схема предлагаемого устройства для

измерения электропроводности жидкостей; на фиг. 2 показан первичньй преобразователь электропроводности.

Устройство содержит источник 1 переменного напряжения (U 5В, ча

Изобретение относится к области измерительной техники. Устройство для измерения электропроводности жидкости содержит коаксиально расположенные тороидальные возбуждающий трансформатор 2 с обмотками 3 и 4 возбуждения и компенсации соответственно и воспринимающий трансформ атор 5 с выходной обмоткой 6 и обмоткой 7 KDMпенсации.При этом восприкиманлций трансформатор 5 помещен внутри возбуждающего трансформатора 2. Устройство содержит также устройство 9 компенсации, индикатор 8 и источник 1 переменного напряжения. Устройство имеет повышенные чувствительность и точность измерения. 2 ил. с б (Л

воспринимающий - с обмотками компенсации и выходной, контур связи, образованный анализируемой жидкостью, компенсационное устройство в контуре компенсации, источник переменного на пряжения и устройство индикации, воспринимающий трансформатор помещен внутри возбуждающего.

Размещение воспринимающего трансформатора коаксиально внутри возбуж- дающего дает возможность при неизмен ной площади поперечного сечения сердечника воспринимающего трансформатора существенно уменьшить среднюю длину его магнитной силовой линии, причем это уменьшение ограничивается лишь минимально .допустимым размером центральной трубки , образующей контур индуктивной связи двух трансформаторов. Рассматривая варианты исполнения сердечника воспринимающего трансформатора с различными значениями 1 и учитывая, что напряженность магнитного поля Н в сердечнике трансформатора определяется по формуле

W

Н

где I

С6

ток, протекающий- по контуру связи;50

W - число витков первичной обмотки трансформатора; 1 - средняя длина магнитной

силовой линии сердечника, можно получить следующее соотношение 155

5

0

5

0

5

0

5

вестной схеме LC-генератора и предназначенный для возбуждения потока в возбуждающем трансформаторе 2; возбуждающий трансформатор 2, сердечник которого выполнен на основе феррита 6000 МН, с обмотками 3 возбуждения и 4 компенсации, предназначенный для возбуждения тока в контуре, образованном исследуемой жидкостью, и в контуре компенсации; воспринимающий трансформатор 5, выполненный на основе феррита 6000 МН с выходной обмоткой 6 и обмоткой 7 компенсации, предназначенный для измерения тока, протекающего по контуру связи, обра-, зованному исследуемой жидкостью, Индикатор 8, выполненный на основе усилителя тока и предназначенный для индикации величины тока, протекающего по выходной обмотке 6 воспринимающего трансформатора 5. Устройство 9 компенсации может представлять собой магазин сопротивлений или проводимостей или делитель напряжения и предназначено для изменения тока в контуре компенсации.

В прочном корпусе 10 коаксиально размещены: снаружи - возбуждающий трансформатор 2 с обмотками 3 возбуждения и 4 компенсации, внутри - воспринимающий трансформатор 5 с выходной 6 и компенсационной 7 обмотками. Между возбуждающим и воспринимающим трансформаторами размещен экран 11, выполненный из магнитного материала в виде тонкостенного кольца и пред- назначенньй для уменьшения паразитных электрических связей двух трансформаторов. Обмотки выполнены медным

обмоточным проводом типа ПЭВ-2, Корпус 10 закрыт крышкой 12. Герметизация корпуса осуществляется уплотни- тельным кольцом 13. Снаружи корпус в сборе с крьшкой покрыт защитным элек троизоляционным материалом 14. Внутреннее отверстие преобразователя оформлено трубкой 15, выполненной из материала, геометрические размеры которого сохраняют высокую стабильность при изменении температуры и давления (кварцевое стекло, ситалл). Трубка 15 фиксируется в центральном отверстии преобразователя с помощью резиновых колец 16.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 переменного напряжения подключенный к обмотке 3, возбуждает в сердечнике возбуждающего трансформатора 2 магнитньй поток, который индуцирует в контуре связи,.образованном исследуемой жидкостью, при погружении в нее датчика,переменный ток заданных, частоты и силы. Этот ток возбуждает в сердечнике воспринимающего трансформатора 5 магнитный поток, пропорциональный электрическо проводимости исследуемой среды. Посредством контура компенсации, образованного последовательно соединенными обмоткой 4 компенсации возбуждающего трансформатора, обмоткой 7 компенсации воспринимающего трансформатора и устройством 9 компенсации, в сердечнике воспринимающего трансформатора наводится, магнитньй поток, противоположный по направлению магнитному потоку, наводимому по контур

связи. Для осуществления измерений с- помощью устройства компенсации добиваются равенства магнитного потока, наводимого по контуру компенсации, магнитному потоку, нaвoди.-iMy по контуру связи, и, соответственно, равенства нулю тока в выходной обмотке воспринимающего трансформатора, при

этом параметр компенсирующего устройства 9 будет однозначно характеризовать величину проводимости исследуемой среды.

Предлагаемое устройство обладает

повышенными чувствительностью и точностью измерений благодаря увеличению магнитной индукции и сопротивления холостого хода воспринимающего трансформатора, полученного при уменьшеНИИ средней длины магнитной силовой линии его сердечника.

Формула изобретения Устройство для измерения электро- проводности жидкостей, содержащее два коаксиально расположенных тороидальных трансформатора, один ИЗ которых - возбуждающий - с-обмотками возбуждения и компенсации, а другой - воспринимающий -.с обмотками компенсации и выходной, контур связи, образованный анализируемой жидкостью, компенсационное устройство в контуре компенсации, источник переменного напряжения и устройство индикации, отличающееся тем, что, с целью повьиения чувствительности и точности измерений, воспринимающий трансформатор помещен внутри возбуж- дающего.

/J 12 Z

fS f6

3.