Устройство для измерения электро-пРОВОдНОСТи жидКОСТи Советский патент 1981 года по МПК G01N27/02 

(54) УСТЮЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПГОВОДНОСТИ

ЖВДКОСТИ

Изобретение относитея к автоматическому контролю технологических параметров и может бьпъ использовано для автоматического изме рения концентраций электропроводящих растворов в гидрометаллургическом, химическом, пищевом и других производствах. Известао устройство для измерения электропроводности жидкости, где применяется четыре электродный первичный преобразователь. Выход усилителя этого устройства соединен через токоизмерительный прибор с питающими электродами первичного преобразователя, а на вход подается стабилизированное, компенсировашюе по температуре жидкостн, напряжение, которое находится в противофазе ; по отношению к напряжению, снимаемому с измерительных электродов 1. Однако наличие стабилизированного источника тока усложняет конструкцию прибора. Кроме того, при значительной длине линии от первичного преобразователя к усилителю ко входу последнего прикладываются знавдт1ельны паразитные наводки, которые искажают усиливаемый сигнал и вносят погрешность в измерения. Известно также устройство, вьшолненное по компенсадаонной схеме, в котором используется четьфехэлектродный или двухэлектродный первичный преобразователь, трансформатор тока с реохордом в первичной обмотке и делителем напряжения, шунтированным терморезистором, во вторичной. Такое выполнение устройства позволяет исключить стабилизированный источник тока и повысить точность измерения за счет линеаризации шкалы 2. Однако в устройстве паразитные наводки на линии также полностью прикладываются ко входу усилителя и в некоторых случаях могут влиять на результат измерения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, вьшолненное по схеме трансформаторного моста: датчик электропроводности, источник питания, усилитель 3. Недостатком устройства является то, что при автоматическом уравновешивании с помощью следящей системы и реохорда (вместо 37 ZP ) эта схема не дает возможности получить линейную относительно электропроводности шкалу, а также не имеет температурной коррекции. Цель изобретения повышение точносте измерешм за счет линеаризации шкалы. Постэлленнрс цель достигается тем, что датчик электропроводности включен последовательно с первичной обмоткой одного из трансформаторов, вторич 1ая обмотка которого включена встречно со вторичной обмоткой второго трансформатора, шунтированной реохордом, на вход усилителя, а последовательно с первичной обмоткой второго трансформатора включен терморезистор. На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства для измерения электропроводности жидкости; на фиг. 2 принципиальная схема устройства с терморезис тором, шунтирующим делитель напряжения, который нагружен на вторичную обмотку первого трансформатора. Устройство представляет собой уравновешен ный трансформаторный мост с двумя трансфо маторами 1 и 2, вторичные обмотки которых включены встречно на вход усилителя показывающего прибора 3. Последовательно с первичной обмоткой трансформатора 1 включен первичный преобразователь 4 электропроводности. Источник 5 питания включен в одну из диагоналей моста. Вторичная обмотка трансфор матора 1 шунтирована нагрузочным сопротивлением Кц , а вторичная обмотка трансформатора 2 - реохордом RP показываюшего прибора. Последовательно с первичной обмоткой трансформатора 2 включен терморезистор Р-.(-. Усгройство работает следующим образом. Изменение электропроводности жидкости, в которую погружен первичный преобразовате 4 элскфопроводности, вызывает изменение его ашротивления, а следовательно, изменение тока в первичной обмотке трансформатора 1. В результате, изменяется напряжение на вторичной обмотке трансформатора 1 () Это напряжение находится в противофазе с компенсирующим напряжением трансформатора 2 (UK)- Разность напряжений д.и - U-y - U), подается на вход усилителя. Если д U О, то двигатель изменяет сопротивление реохорда до момента, когда установится Л. U - 0. При этом положении реохорда его сопротивление пропорционально удельной электропроводности контролируемого раствора. Путем несложных преобразований получаем: .. il . иУ.Ъ D - Jb fv П1л .Ч. где 11 ,ll2. коэффициенты передачи трансформаторовК - сопротивление раствора Д., - сопротивление терморезистора 1 р - сопротивление реохорда У -||у- - электропроводность раствора Так как для многих технологических растворов наблюдается линейная зависимость электропроводности от концентрации (в заданных диапазонах), то ижалу прибора можно градуировать в единицах концентрации. Компенсация температурной погрешности при измерении концентрации жидкости ос ществляется следующим образом. При изменении температуры контролируемой жидкости (при постоянной концентрации) изменяется сопротивление первичного преобразователя 4 электропроводности. Например, при увеличении температуры жидкости его сопротивление уменьшается. При этом увеличиоается ток через первичную обмотку трансформатора 1, а следовательно, напряжение Uy, на его выходе. Одновременно с изменением (повышением ) температуры жидкости изменяется сопротивление терморезистора, погруженного в нее. При отрицательном температурном коэффициенте терморезистора его сопротивление в данном случае уменьшается. Это вызывает увеличение тока через первичную обмотку трансформатора 2 и, как следствие, увеличение компенсируюшего напряжения Uy. на его вторичной обмотке на величину, равную изменению напряжения . Так как эти напряжения включены встречно, их разность равна О, двигатель и реохорд при этом остаются неподвижными показания прибора не изменяются. В этом случае компенсация температурной погрешности осуществляется следующим образом. Изменение температуры жидкости приводит к изменению сопротивления первичного преобразователя и тока через первичную обмотку трансформатора 1. Пропорционально изменяется ток в его вторичной обмотке. Этот ток распределяется по двум ветвям ( R и Кц ) обратно пропорционально сопротивлениям ветвей. Так как одновременно с изменением температуры жидкости изменяется сопротивление Л , что изменяется также сила тока, протекающего через него на величину, пропорциональную изменению тока в первичной обмотке. При этом ток через делитель Яц , а следовательно, напряжение Uyi остаются неизменными. Использование устройства в качестве концентратомера щелочности растворов и пульп в глиноземном производстве позволяет осуществить автоматический контроль и управление про