Кондуктометрический преобразователь Советский патент 1992 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения электрической проводимости растворов электролитов, и может найти широкое применение в океанологии, энергетике, медицине, в различных технологических процессах при контроле концентрации ионов тех или иных солей.

Цель изобретения - повышение точности и расширение частотного диапазона.

На чертеже приведена блок-схема кондуктометрического преобразоеателя .

Преобразователь содержит измерительную кондуктометрическую ячейку

(ИЯ) 1, токовые электроды 2,3, потенциальные электроды ,5, дополнительный защитный электрод 6, генератор 7, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, функциональный преобразователь (ФП) 9, дифференциальный усилитель (ДУ) 10, экранированный провод 11, образцовую меру сопротивления (ОМС) 12. Токовые электроды 2 и 3 расположены параллельно друг другу. Потенциальные электроды и 5, ортогональные токовым электродам, расположены .чеиду ними. ФП 9 выполнен в виде повторителя напряжения (Г1Н), между входом которого и нулевой шиной включена ОМС 12. Выход генератора 7 подсоединен к первому токовому

-Л

О1

zut

-vj

Л.

317 электроду Я. Второй токовый электрод 3 через ФП 9 соединен с первым входом АЦП 8. Потенциальные электроды - и 5 подсоединены к соответствующим входам ЛУ 1N, выход которого подсоединен к вторЬму входу АЦП 8. Дополнительный защитный электрод 6 установлен у второго токового электрода 3, который экранированным проводом И подключен к ФП 9. Экран провода 11 подсоединен с одной стороны к выходу ФП 9, а с другой - к дополнительному защитному электроду 6.

Преобра-зователь работает следуТо- щим образом.

Под действием напряжения генера- тора 7 в цепи между токовыми электродами 2 и 3 и ОМС 12 протекает ток 10, который создает падение напряже- ния U0 между потенциальными выводами 1 и 5., выделяемое при помощи ДУ 10, и падение напряжения % на ОМС 12. Эти напряу ения поступают на соответствующие входы АЦП, на выходе которо го, в свою очередь, появляется цифровой код, определяемый соотношением

N - U

-N - По

О)

Очевидно, что при реализации ФП 9 в предложенном напряжения на его входе и выходе будут равны. Следовательно, токовый 3 и защитный 6 элект- .роды находятся под одинаковыми по- тенциалами. Поэтому силовые линии поля в ячейке будут прямыми, при этом слой электролита между электродами 2 и 6 создает как бы эквивалент экрана внутри ячейки. Эта часть тока замыкается через малое выходное сопротивление ФП 9- В то же время по ОМС 12 протекает только IQ, протекающий через электроды 2 . 3. Кроме того, силовые линии поля в ячейке не пере- секают потенциальные электроды и поэтому приэлектродные явления на них практически отсутствуют. Тогда

U.- ;(2)

Т. о

х

J G,

U,

I0.R.

(3)

7.4

Из последних трех уравнений получаем

N

VR,

(А)

- Q

j

о 5

0

35 40 45

50

где R - величина ОМС 12;

GK - измеряемое значение элект- ,

ропроводности.

Отсюда следует, что результат преобразования является линейной функцией измеряемого параметра Cjf, не зависит от частоты, а точность преобразования, определяемая образцовой мерой сопротивления, может быть нормирована.

Формула и. зобретения

Кондуктометрический преобразователь, содержащий измерительную ячейку с двумя токовыми электродами, расположенными параллельно друг другу, и двумя потенциальными электродами, ортогональными токовым электродам и расположенными между ними,.генератор, функциональный преобразователь,- дифференциальный усилитель и аналого- цифровой преобразователь, причем вы- од генератора подсоединен к первому токовому электроду, второй токовый электро-, через функциональный преобразователь соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, а потенциальные электроды подключены к соответствующим входам дифференциального усилителя, выход которого подсоединен к второму входу анагого-цифрового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью попышения точности и расширения частотного диапазона измерений, измерительная ячейка снабжена защитным электродом второго токового электрода, а функциональный преобразователь электрода выполнен в виде повторителя напряжения, между входом которого и нулевой шиной включена образцовая мера сопротивления, причем второй токовый электрод подсоединен к функциональному преобразователю экранированным проводом, экран которого с одной стороны подключен к выходу функционального преобразователя, а с. другой - к защитному электроду.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к устройствам кондуктометрических измерений, и может быть использовано в океанологии, энергетике, медицине и др. областях. Целью изобретения является повышение точности и расширение частотного диапазона. Это достигается введением в кондуктометричес - кий преобразователь дополнительного . защитного электрода, устанавливаемого у одного из токовых электродов четырехэлектродной кондуктометрической ячейки. Токовый электрод подключен к анало;о-цифровому преобразователю через повторитель напряжения, вход которого зашунтирован образцовой мерой сопротивления и подключен к токовому электроду экранированным . кабелем. Экран кабеля соединен с защитным электродом и выходом повторителя напряжения. 1 ил. о &