КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ КОНЦЕНТРАТОМЕР Советский патент 1970 года по МПК G01N27/02 

Предлагаемый кондуктометрический концентратомер относится к приборам для автоматического определения концентрации или электропроводности растворов электролитов в цромышленных или лабораторных условиях.

В настоящее время почти wee измерительные автоматические промышленные приборы (в том числе и кондуктометрические концентратомеры) собираются по компенсационным схемам с автоматической компенсацией для уменьшения завиоимости от внешиих параметров (нацряжения питания, температуры и и т. д.), а также нестабильности отдельных узлов црИбора.

Существующие кондуктометрические концентратомеры имеют схемы автоматической компенсации, которые для определения минимального значения некомпенсированного сигнала решают двузначность методом сравнения фазы опориого напряжения с фазой усиленного сигнала небаланса.

Такие приборы имеют заниженную чувствительность и точность измерения .по сравнению с теоретически достижимыми. Это происходит потому, что прИ наличии фазовых сдвигов в тракте прибора от точки съема опорного напряжения до точки сравнения его фазы с фазой усиленного сигнала чувствительность прибора резко падает, увеличивается несбалансированный сигнал, появляются донолнительные

погрешности. Это заставляет предъявлять требования фазостабильности к усилителю несбалансированного сигнала, к чувствительному элементу. Выполнение такого требования, особенно для узлов, работающих в широком диапазоне температур, очень усложняет схему, а иногда и невозможно.

Цель предлагаемого изобретения заключается в создании автоматического кондуктометрического концентратомера с автоматической компенсацией, для которой фазовые сдвиги В элементах схемы не влияют на чувстительность и точность прибора.

В предлагаемом автоматическом кондуктометрическом концентратомере :компенсация, не реагирующая на фазовые сдвиги, достигагается определением условного нулевого значения нескомпенсированного сигнала при помощи определения фазы зондирующего импульса, который подается путем подключения добавочного сопротивления параллельно сопротивлению компенсирующей цепи. Это дает возможность резко снизить требования к усилителю небаланса, к чувствительному элементу и повысить точность измерения электропроводности за счет уменьшения влияния нестабильности внешних условий и блоков прибора.

го элемента и на выходе усилителя от сопротивления в цепи компенсационного витка; на фнг. 3 представлена зависимость выходного напрял ;еш1я усилителя при при работе |Ключа; «а фиг. 4 представлена зависимость выходного паиряжения усилителя при при работе ключа.

Прибор работает следующим образом.

От генератора синусоидальных колебаний / ток звуковой частоты попадает на чувствительный элемент //, который может быть вьтолнен как по мостовой схеме (в основном для контактных кондуктометров), так и но дифференциально-трансформаторной схеме (для неконтактных кондуктометров).

На блок-схе.ме ири-ведена одна из возможных схем чувствительного элемента - дифференциально-трансформаторная схема с жидкостным витком связи.

Питающий трансформатор чувствительного элемента 1 индуктирует ток в компенсационном 3 и образованном контролируемой жидкостью витках 2. Эти токи создают магнитный поток в дифференциальном трансформаторе 4 ц €0ответст1венно э.д.с. в его обмотке. При равенстве сопротивлений жидкостного н компенсационного витков магнитные потоки в сердечнике дифференциального трансформатора уравновешиваются и э.д.с. не появляется. Система является скомпенсированной.

Зависимость э.д.с. на обмотке и напряжения на выходе усилителя небаланса /// от сопротивления приведена на фиг. 2, где - э.д.с.,

и - напряжение на выходе усилителя, - сопротивление жидкостного витка, - сопротивление комиенсационного витка.

Как видно из фиг. 2, зависимость ) имеет двузначный характер и необходи.мо устройство для ликвидации этой неоднозначности.

Это осуществляется следующи.м образом.

Для обеспечения автоматической компенсации в компенсационный виток включен терморезистор с косвенным подогревом 5. От интегрального значения тока подогрева зависит величина сопротивления терморезнстора.

Параллельно тер.морезистору через ключ 6 включено добавочное сонротивленне 7. Ключ,

управляющий генератором // тактовых имнульсов, может быть ка1к механическим, нанример, реле, так и электронным, например триггер или управляе.мый диод. 5

Сопротивление подключается с определенной частотой, существенно .меньшей частоты генератора /, параллельно терморезистору, и уменьшает его сопротивление. Это прнводнт к

0 соответствзющему импульсному уменьшению амплитуды сигнала при работе на правой части характеристики E(R) (см. фиг. 2) или увеличению при работе aia левой части характеристики. При этом на выходе усилителя на5 будет иметь для первого случая вид, показанный на фиг. 3, для -второго - на фнг. 4. Продетектированное напряжение попадает на фор.мирователь V нмнульсов. На триггер VI попадают положительные в случае работы на

0 левом участке характеристики () импульсы и отрицательные при работе на правом участке ()- От отрицательного и.мпульса триггер замьжает цепь подогрева терморезистора. При этом терморезистор греется и

5 уменьщает свою величину до значения При дальнейшем нагреве импульсы меняют свою полярность н триггер отключает подогрев. Терморезистор охлаждается, увеличивает СВОЮ величину до ,11 в это вре0 мя снова включается подогрев тер.морезнстора. Так1нм образом, схема работает в импульсном режиме, Поддерживая все время RK RXСдвиги в цепях прибора на точность работы прибора не влияют.

5 Для компенсирующего элемента (в данном случае терморезистор) возможно применение любого элемента, иЗМеняющего свое сопротивление от управляющих электрических сигнаЛОБ.

Предмет изобретення

Кондуктометрический концентратомер, со5 стоящий из источника питания, датчика трансформаториого типа н измерительного устройства с уравновешивающи.м элементом, отличающийся тем, ЧТО, с целью повышения точности измерений, иараллельно уравновешиваю0 щему элементу подключен резистор.

ГЩ

Фиг 2

-irinj-ir-inr

Л/г

Фиг 5