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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ

маторов введена петля из токопрово дящего материала, в которую включен эталонный резистор, дополнительно содержит ключ, импульсный генератор последовательно соединенные фильтр верхних частот, второй детектор, схему сравнения и интегратор, .причем концы петли соединены с ключом, управляющий вход которого соединен с импульсным генератором, вход фильтра верхних частот соединен с выходом первого детектора, ко второму входу схемы сравнения подключен введенный источник, опорного напряжения , выход интегратора соединен с управляющим входом источника переменного напряжения, а управляющий второго детектора соединен с импульсным генератором.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит питающий и измерительный трансформаторы 1 и 2, снабженные, соответственно, входной обмоткой 3, расположенной на ферромагнитном тороидальном сердечнике 4, и выходной обмоткой 5, расположенной на другом ферромагнитном сердечнике 6. Обмотка 3 подключена к источнику 7 переменного напряжения, например, синусоидальной форны, а обмотка 5 - ко входу дететора 8. Питающий и измерительный трансформаторы 1 и 2 связаны между собой жидкостным витком 9, охватьгеающим тороидальные сердечники 4 и 6. Жидкостной виток 9 образуется замкнутым пространственным контуром, заполненным исследуемой жидкостью, Жидкостный виток 9 на чертеже показан условно ограниченным, но в обще случае, например при измерениях в океане, границы его неопределенны и в образовании его участвует весь объем жидкости, окружающей сердечники 4 и 6. В обмотки 3 и 5 трансфоматоров 1 и 2 введена петля 10 из токопроводящего материала, в Kotoрую включен эталонный резистор 11 . Петля 10 охватывает оба тороидальных сердечника 4 и 6. Концы петли соединены с ключом 12, управляющий вход которого соединен с импульсным генератором 13. Выход детектора 8, являющийся выходом устройства, соединен через фильтр 14 верхних частот со входом детектора 15, в чаности синхронного.Управляющий вход

детектора 15 соединен с импульсным генератором 13. Устройство содержит также схему 16 сравнения и источник 17 опорного напряжения , выполненный, например, в виде .параметрического стабилизатора на прецизионном стабилитроне. Первый и второй входы схемы 16 соединены соответственно с выходо детектора 15 и источником 17, а выход - со входом интегратора 18. Выход интегратора 18 подключен к управлякяцему входу источника 7 переменного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Трансформаторы 1 и 2 погружают в жидкость, электрическую проводимость которой необходимо измерить. Источник 7 вырабатывает переменное напряжение, амплитуда которого зависит от сигнала на его управляющем входе. Под действием этого напряжения в жидкостном витке 9 возбуждается переменный ток, величина которого-прпорциональна мгновенному значению электрической проводимости исследуемой жидкости, осредненному по объему измерения. При этом в обмотке 5 трансформатора 2 возникает сигнал, который после выпрямления детектором 8 поступает на выход устройства. Выходной сигнал детектора 8 регистрируется вторичными приборами, например вольтметром постоянного тока для измерения средних значений проводимости, вольтметром переменного тока, анализатором спектра частот и т.п. - для измерения пульсационных значений исследуемого параметра. Аналогичным образом под действием напряжения, приложенного к обмотке 3, в петле 10 протекает -пульсирующий ток. Частота следования и скважность импульсов переменного тока определяется импульсным генератором 13, управляющим работой ключа 12. Частота управляющих импульсов генератора 13 выбирается преимущественно больщей, чем верхняя граничная частота в спектре исследуемого сигнала , а скважность, преимущественно, равна 2 Амплитуда тока в витке 10 при неизменном напряжении источника 7 определяется сопротивлением эталонного резистора П. В обмотке 5 измерительного трансформатора 2 сигнал, пропорциональный току в витке 10, сумируется с сигналом, вызванньЕм током в

жидкостном витке 9, и после выпрямления поступает на выход устройства и вход фильтра 14, который задерживает постоянную составлякицую и низкочастотные пульсации выходного напряжения,, вызванные измеряемой проводимостью, поэтому сигнал на входе детектора 15 практически содержит только переменную составляющую, зависящую от сопротивления эталонного резистора 11. Выпрямленный детекторо

15сигнал сравнивается с высокостабильным напряжением источника 17. Если коэффициент преобразования устройства равен заданному значению,

то сигнал на выходе схемы 16 сравнения не появляется, напряжение на выходе интегратора 18 и переменное напряжение на выходе источника 7 остаются неизменными. В случае изме нения коэффициента преобразования, например, в результате влияния окружающей температуры, происходит соответствующее изменение сигналов на выходе фильтра 14 и детектора 15, что приводит к появлению сигнала рассогласования на выходе схемы 16, изменению управляющего напряжения на выходе интегратора 18 и напряжения, подводимого к обмотке 3 питающего трансформатора 1. Причем, при увеличении коэффициента преобразования напряжения на выходе источника 7 уменьшается, а при уменьшении возрастает. Изменение этого напряжения происходит до тех пор, пока коэффициент передачи устройства не станет равным заданному значению. При этом напряжение на выходе схемы

16равно нулю.

Таким образом, положительный эффект устройства заключается в повьщ1ении точности измерения путем

автоматического поддержания постоянства коэффициента преобразования по пульсирующему сигналу, формируемому с помощью эталонного резистора.

Формула изобретения

Устройство для измерения- злектропроводности, содержащее питающий и измерительный трансформаторы с обмотками, подключенными соответственно к источнику переменного напряжения и детектору, в обмотки трансформаторов введена петля из токопроводящего материала в которую включен эталонный резистор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство

дополнительно содержит ключ, импульсный генератор, последовательно соединенные фильтр верхних частот, второй детектор, схему сравнения и интегратор, причем концы петли соединены с ключом, управляющий вход которого соединен с импульсным генератором, вход фильтра верхних частот соединен с выходом первого детектора, ко второму входу схемы сравнения

подключен введенный источник опорного напряжения, выход интегратора соединен с управляющим входом источника переменного напряжения, а управляющий вход второго детектора соединен с импульсным генератором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 595668, кл. G 01 N 27/02, 1978.

40

2.Авторское свидетельство СССР N 515059, кл. G 01 N 27/02, 1969 (прототип).

tra

vo