Устройство для измерения средних и пульсационных значений электропроводности жидких сред Советский патент 1988 года по МПК G01N27/02 

to

мЙ СО

х

Изобретение относится к технике гидрофизических измерений и может быть использовано в горизонтальных зондирующих комплексах ;Для исследовА ВИЯ мелкомасштабной структуры вод океана, а также в экспериментальной гидродинамике для измерения параметров турбулентности.

Цель изобретения - упрощение из- мерёний.

. На чертеже представлена схема уст|ройства.

i Устройство содерз а1т датчик 1 элек тропроводности с двумя потенциальны ми электродами 2 и двумя полыми каналами 3, соединенными диэлектрической трубкой 4, являющейся выходной обмоткой трансформатора 5 связи, первичная обмотка которого подключена к вы- ходу источника 6 переменного тока, другой выход которого соединен с первым входом узкополосного синхронного фильтра 7, измерительный усилитель 8, выход которого подключен к второму входу узкополосного синхронного .фильтра 7 и к входу амплитудного детекто-f ра 9, последовательно соединенного,с входом усилителя 10 переменного тока, нагруженного на регистратор 11 пуль- саций.

При этом первый выход фильтра 7 нагружен на первичную обмотку компенсационного трансформатора 12,.а вто- рой связан с регистратором 13 v сред него значения. Вторичная обмотка компенсационного трансформатора 12 включена последовательно во входную цепь измерительного усилителя 8. Один из потен1Ц1альных электродов 2 соединен с входом измерительного усилителя 8, а другой - с вторичной обмоткой компенсационного трансформатора 12. Устройство работает следующим образом.

Перед измерениями пространство, образованное внутренней полостью диэлектрической трубки и продольными каналами, заполняется проводящей жидкостью. При погружении датчика в среду, электропроводность которой следует измерить, образуется проводящая жидкостная петля, по которой протекает постоянный по Амплитуде переменный ток, за счет ЭДС, индуцируемой во вторичной обмотке трансформатора 5 связи, соединенного с источником 6 переменного тока. Этот ток создает на потенциальных электродах 2 падение

напряжения, пропорциональное сопротивлению объема жидкости, заключенного между этими электродами. Напряжение с электродов 2 поступает на вход измерительного усилителя 8. С выхода последнего через фильтр 7 и трансформатор 12 во входную цепь .измерительн: ного усилителя подается напряжение отрицательной обратной связи, уравнове шивакяцее падение напряжения на электродах 2. Это обеспечивает охватывание измерительного усилителя 8 глубокой отрицательной обратной связью, в цепи которой находится узкополосный синхрон ньй фильтр 7, управляемьш источником 6 переменного тока. Происходит синхронное детектирование выходного напряжения усилителя 8, т.е. формируется переменное напряжение с частотой источника 6 и амплитудой, зависящей от выходного сигнала измерительного усилителя 8. Это напряжение не имеет амплитудной модуляции, вызванной пульсациями удельной электропровод- ности исследуемой жидкости. Постоянное напряжение, величина которого несет информацию о среднем значении удельной электропроводности, с выхода фильтра 7 поступает на вход р,еги- стратора 13 среднего значения.

Фильтр 7 осуществляет частотную селекцию, обеспечивая присутствие в цепи обратной связи,, охватывающей измерительный усилитель В, сигнал пропорционального только среднему значению удельной электропроводности 7ШДКОСТИ, не изменяя амплитуды сигнала, соответствующего флуктуациям УЭП поступающего на.входы усилителя 8 с электродов 2.

Благодаря этому повьлпается коэффициент, усиления усилителя 8, увеличивается глубина обратной связи для / уменьшения разностного сигнала на входах усилителя ИУ 8 и увеличения его входного сопротивления.

Пульсация удельной электропровод- ности в объеме жидкости, заключенном между электродами 2, вызывает амплитудную модуляцию падения напряжения на потенциальных электродах.2 с частотой пульсаций. Так как в цепи обратной связи на вторичной обмотке трансформатора 12 отсутствует амплитудная модуляция компенсирующего напряжения, на выходе измерительного усилителя 8 изменяется соотношение амплитуд сигналов, соответствующих

3u

среднему и пульсационному значениям удельной электропроводности жидкости.

С выхода измерительного усилителя 8 через амплитудный детектор 9 и усилитель. 10 на регистратор. 11 поступает переменное напряжение, несущее информацию о пульсационных значениях удель ной электропроводности жидкости.

В связи с тем, что в предлагаемом устройстве рабочий ток создается за счет электромагнитного поля, а не за, счет контакта между металлическим электродом и проводящей средой, как в известном устройстве, фарадеевские приэлектродные продессы отсутствуют, т.е. отсутствуют поляризационные эффекты и погрешности, обусловленные ими. Отсутствие необходимости компенсации поляризационных эффектов упро-, щает процесс измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения средних и пульсационных значений электропроводности жидких сред, содержащее четырехэлектродный датчик электропроводности с токовыми потенциальными электродами, источник переменного

0

0499 .

тока, измерительный усилитель, ком- пенсационный трансформатор, регистратор среднего значения, узкополосный синхронный фильтр, амплитудный детектор, усилитель переменного toxa и : . регистратор пульсаций, причем потенциальные электроды соединены с входом измерительного усилителя, один - непосредственно, а второй - через вторичную обмотку компенсационного уси- . лителя, первичная обмотка которого через синхронный фильтр соединена с источником перееденного тока/ выход измерительного усилителя соединен через амплитудный детектор и усилитель с регистратором пульсаций, а через синхронный - с регистратором среднего значения, отличающееся тем, что, с целью упрощения измерений, оно дополнительно содержит трансформатор связи, вторичная обмотка которого выполнена из диэлектрической трубки., за- , полненной жидкостью, причем первичная обмотка трансформатора соединена с выходом источника переменного тока, а выводы вторичной обмотки образуют токозадающие электроды четырехэлек- тродного датчика.

5

0

5

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования мелкомасштабной структуры жидкости Путем измерения параметров ее электропроводности. Целью изобретения является упрощение измерений. Устройство содержит четы- рехэлектродньм зонд, токовые электроды которого выполнены в виде диэлектрической трубки, заполненной жид- костью и являющейся вторичной обмоткой трансформатора связи, соединенного с источником переменного тока, компенсационный тpaнcфopмaтoJ), канал измерения среднего значения электропроводности и канал измерения пульсаций электропроводности. Упрощение измерений достигается за счет отсутст- ВИЯ необходимости компенсации поля-, , ризационных эффектов. 1 ил. с S