Способ градуировки первичных измерительных преобразователей удельной электрической проводимости Советский патент 1991 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для градуировки и поверки первичных измерительных преобразователей удельной электрической проводимости проточного типа, применяемых в химической промышленности, в исследованиях турбулентных потоков и в морской кон- дуктометрии.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей способа при градуировке первичных измерительных преобразователей проточного типа.

На чертеже изображена блок-схема установки, реализующей способ градуировки ПП УЭП.

Установка содержит градуируемый . ПП 1 УЭП проточного типа, расположенный в измерительном объеме 2 раствора электролита, помещенного в диэлект рический сосуд 3 цилиндрической формы. Ось 4 и поперечная плоскость 5 симметрии преобразователя совмещены с осью 4 и поперечной плоскостью симметрии измерительного объема 2. В из- мерительтшй объем 2 также помещены две плоские диэлектрические пластиОСО

00 00

со

ны 8. К выходу ПП 1 подключен изме- ритель 7 с регистратором 8.

Способ осуществляется следующим образом.

В чувствительную зону преобразовав теля вводят две плоские диэлектрические пластины 6, площади которых выбраны равными площади горизонтального сечения измерительного объема 2. Одна пластина устанавливается на дно измерительного объема, другая на его верхнюю границу. ПП 1 размещают в цилиндрическом измерительном объеме таким образом, что совмещают ось 4 и поперечную плоскость симметрии 5 ПП 1 с осью 4 и поперечной плоскостью симметрии измерительного объема 2. В этом положении на регистраторе 8 фиксируют первое значение выход- ного сигнала U(Z). По статической характеристике измерителя электропроводности ( Зе) ЭД (Z) и заданных начальных условиях: QЈ - начальное значение УЭП и К - кондуктивная пос- тоянная ПИ 1 определяют первое значение функции послойного распределения кондуктивной постоянной преобразователя К (I Z( ) по следующему соотношению

K(/Z/ ) (Z)J,

Z - приведенные координаты границ измерительного объема раств.ора электролита, за условную единицу которых принята половина длины образователя от его фронтального до тыльного торца.

Две диэлектрические пластины 6 начинают синхронно перемещать от нижней и верхней границ измерительного объема 2 до торцов первичного ПП 1. При этом через определенный шаг прои водится измерение следующего значения функции изменения выходного сигнала измерительного преобразователя U(Z) при послойном ограничении чувствительности зоны преобразователя, по которому определяется следующее значение функции послойного распределен ния кондуктивной постоянной преобразователя К (/Z/) .

Величина выходного сигнала Uu со- ответствует измерительному объему раствора электролита с удельной про- водимостью 76о , в котором определена статическая характеристика преобразования измерительного преобразователя. После касания поверхностями диэлектрических пластин торцов преобразователя проточного типа заменяют диэлектрические пластины на экви- пбтенциальные пластины тех же размеров, поверхности которых также касаются торцов преобразователя. В этом положении измеряют выходной сигнал U Ј измерителя 7, по которому определяют кондуктивную постоянную преобразователя без ее фронтальной и тыльной составляющих А по следующему соотношению

А (U9(D)

(2)

Во фронтальных и тыльных частях чувствительных зон ПП УЭП проточного типа линии тока протекают практически параллельно. Поэтому в этих частях чувствительных зон преобразователей проточного типа сопротивления параллельных слоев, расположенных перпен-- дикулярно оси симметрии чувствительной зоны преобразователя, соединены параллельно, а УЭП - последовательно. Таким образом, функция K(/Z/) может быть представлена следующим выражением

K(/Z/)A + ),

(3)

где F(/Z/) - функция распределения фронтальной и тыльной составляющих кондуктивной постоянной преобразователя проточного типа. Функция F(/Z0 определяется из

следующего соотношения

w,7M - J-il-- 5 . F( Z } K(/Z/) - А

(4)

После определения функции распределения фронтальной и тыльной составляющих кондуктивной постоянной преобразователя проточного типа F(/Z/), для градуируемого преобразователя определяют переходные функции h(Z,/3) для различных по величине ступенчатых относительных изменений УЭП, перпендикулярных оси симметрии чувствительной зоны преобразователя, плоская граница которых последовательно располагается от - со до +скэ.

51631389

Так,для трансформаторного преобразователя переходные функции h(Z,p) определяют по следующим соотношениям

(K-A)F(/ZЈ)5

2K+(K+A)T)F(/Z7)

при Z - 1 ,

h(Z,p)

г

К -f AZ

h(z /3) к(рТГ- Аф-Щпри - 1 , Z Ј 1,

hfz «о . 2 -i- Ј+A-2KЈ)E(/z)

Пи Г (K+AXp-ljFl/Z/)

при Z& 1,

где в - отношение значения УЭП после ее ступенчатого изменения к исходному значению УЭП.

По переходным функциям преобразователей УЭП с помощью дифференцирования определяют их импульсные переходные функции, по которым с помощью прямого преобразования Лурье определяют амплитудные Н(К,|3) и фазовые (J)(K,ft) частотные характеристики преобразователей проточного типа, где К - волновое число, равное отношению частоты пульсаций УЭП к скорости набегающего потока.

Наиболее распространенными неод- нородностями УЭП в гидродинамических измерениях являются плос-кие горизонтальные прослойки, толщина которых значительно меньше их горизонтальных размеров. Функции пространственного разрешения, под которым понимается относительная минимальная погрешность измерения разности УЭП однородной плоской прослойки и остальной однородной среды, для трансформаторного преобразователя определяются по следующим соотношениям

Р( )Г при°Ју

(6)

Р(У ) .1Ш)

r(-y va- лйо -п

К0- A@-1)F(y)

при 1,

5)

10

15

где у - приведенная толщина однородной прослойки, за условную единицу которой принята длина преобразователя от его фронтального до тыльного торца;

б - отношение значения УЭП плоской прослойки к значению УЭП остальной среды.

Формула изобретения

Способ градуировки первичных изме- рительных преобразователей удельной электрической проводимости, заключающийся в том, что помещают первичный преобразователь в цилиндрический измерительный объем, вводят в чувствительную зону преобразователя две плоские диэлектрические пластины и измеряют амплитуду выходного сигнала отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа при градуировке первичных измерительных преобразователей проточного типа, площадь пластин выбирают равной площади горизонтального сечения измерительного объема, одну пластину устанавливают на дно, а другую - на верхнюю границу измерительного объема, совмещают ось и поперечную плоскость симметрии преобразователя с осью и поперечной плоскостью симметрии измерительного

объема, перемещают обе диэлектрические пластины синхронно от верхней и нижней границ измерительного объема до торцов преобразователя, после чего заменяют диэлектрические

пластины на эквипотенциальные пластины тех же размеров и по результатам измерений определяют амплитудно- и фазово-частотные характеристики и функции послойного распределения

кондуктивной постоянной преобразователя и пространственного разрешения.

53 5

HD-H

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть испопьзовано для градуировки и поверки первичных преобразователей (ПП) удельной электрической проводимости (УЭП) проточного типа, применяемых в химической промышленности, в гидрологических исследованиях и др. областях. Целью изобретения является расширение Аункциональных возможностей способа при градуировке ПП УЭП проточного типа. При этом ПП располагается симметрично по отношению двух плоскостей цилиндрического измерительно - го объема. Устанавливают две диэлектрические пластины, выбранные по сечению измерительного объема, соответственно на дно и на верхнюю границу измерительного объема. Синхронно перемещают пластины до торцов ПП и снимают выходной сигнал как функцию координаты пластин. В последнем положении замыкают диэлектрические пластины эквипотенциальными и по результатам совокупных измерений определяют амплитудно- и фа- зово-частотные характеристики и функции послойного распределения кондуктометрической постоянной ПП УЭП и функции послойного разрешения. 1 ил. (Л