Устройство для измерения отношения удельных электропроводностей жидкостей Советский патент 1990 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к средствам кондуктометрии, и может / быть использовано для решения широко- го класса задач физико-химического анализа электропроводящ11х жидкостей.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства для измерения отношения удельных электропровод- ностей жидкостей.

Устройство включает операционные усилители (ОУ) 1 и 2, генератор 3 напряжения переменного тока, включенный между неинвертирующимвходом усилителя и нулевой шиной устройства, измеритель 4, первую четырехэлектрод- ную кондуктометрическугз ячейку 5 с

токовыми электродами 6 и 7 и потен-, циальными электродами 8 и 9, вторую , четырехэлектродную кондуктометричес- кую ячейку 10 с токовыми электродами 11 и 12 и потенциальными электродами 13 и 14.

Токовые электроды ячеек 5 и 10 включены в последовательную цепь между выходами ОУ 1 и 2. Потенциальные электроды 8 и 9 ячейки 5 подсоединены к соответствующим инвертирующим .. входам ОУ 1 и 2. Неинвертирующий вход ОУ 2 соединен с нулевой шиной устрой-, ства. Измеритель.4 подключен к потенциальным электродам 13 и 14 второй кoндyктpмeJгpичecкoй ячейки 10,

Устройство работает следующим образом.

№

-к1

4i (55

; Под действием опорного напряжения генератора 3 на выходе усилителя 1 воз- никает напряжение, которое через жидкость, заполняющую ячейку 5, и элект- род 9 -подается на инвертирующий вход усилителя 2. В результате и на выходе усилителя 2 также возникает напряжение. Цепь, образованная последовательным соединением ячеек 5 и 10, находится под напряжением, равным раз- йости напряжений на выходах усилителей 1 и 2. При этом через токоподво- йящие электроды обеих ячеек протекает ток I, который практически не от- .Ветвляется через потенциальные электроды 8 и 9 во внешнюю депь ввиду боль- Шого входного сопротивления операци- фнных усилителей 1 и 2, он не ответвляется также во внешнюю цепь и через Потенциальные электрод 13 и 14 вви,цу большого входного сопротивления измерителя 4 напряжения. Но через потен- диальные электроды 8 и 9 осуществляется отрицательная обратная связь обоих усилителей. Поэтому ввиду очень большого коэффициента усиления операционных усилителей 1 и 2 напряжения между инвертирующим и неинвертирующим Входами обоих усилителей весьма близ- ко к нулю, и отличие этих напряжений .от нуля тем меньше, чем больше коэффициент усиления усилителей, что вытекает из весьма общего свойства, присущего операционньЕМ усилителям, охва- ченным отрицательной обратной связью. .Но это означает, что напряжение на электроде 8 (относительно общей шины) практически равно опорному напряжению генератора 3, а напряжение на электро де 9 практически равно нулю. Б резуль тате- напряжение между потенциальными электродами 8 и 9 практически совпадает с опорным напряжением Ug, генератора 3 независимо от удельной электропроводности жидкости в ячейках 5 и 10. Иньми словами, при изменении удельных электропроводностей жидкостей, заполняющих ячейки, действие отрицательной обратной, связи обоих усилителей приводит к тому, что ток через ячейки изменяется таким образом, что напряжение между потенциальными электродами 8 и 9 сохраняет свое значение.

Выходное напряжение (между электродами 13 и 14) равно

- К - к -GIO

где К - коэффициент пропорциональности;

G g/G io - отношение удельных, электропроводностей кондуктометри- ческих ячеек 5 и 10.

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения удельных электропроводностей жидкостей, содержащее две кондуктометричес- кие ячейки, измеритель, операционный усилитель и генератор напряжения переменного тока, включенный между неинвертирующим входом усилителя и нулевой шиной устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен второй операционный усилитель с соединенным с нулевой (общей) шиной неинвертирующим входом, а кондукто- метрические ячейки выполнены четырех- электродными, причем токовые электроды ячеек включены в последовательную цепь между выходами усилителей, потен циaJiЬHыe электроды первой кондукто- метрической ячейки подсоединены соответственно к инвертирующим входам усилителей, а измеритель подключен к потенциальным электродам второй кон- дуктометрической ячейки.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к средствам кондуктометрии, и может быть использовано для решения широкого класса задач физико-химического анализа электропроводящих жидкостей. Целью изобретения является повышение точности измерений. Это достигается использованием двух четырехэлектродных измерительных кондуктометрических ячеек (КЯ), причем токовые электроды их соединены последовательно и включены между выходами двух опережающих усилителей (ОУ). ГЕНЕРАТОР ПОДКЛЮЧЕН К НЕИНВЕРТИРУЮЩЕМУ ВХОДУ ПЕРВОГО ОУ, потенциальные электроды первой КЯ подсоединены соответственно к инвертирующим входам ОУ, а измеритель - к потенциальным электродам второй КЯ. 1 ил.

Редактор Т.Парфенова

Составитель Ю.Коршунов

Техред Л.Олийнык Корректор Л.Ревская

Заказ 3138

Тираж 511

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗЗ -Ра:ушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное