Кондуктометр Советский патент 1981 года по МПК G01N27/02 

54 ЖОНДУКТОМЕТР

Изобретение относится к контролю технологических параметров и может быть использовано для автоматического контроля содержания компонента в растворах или суспензиях, например для автоматического измерения концен траций электролитов в растворах и пульпах гидрометаллургических производств. По основному авт.св. 769419 известен кондуктометр г содержащий автогенератор на транзисторе с дополни тельной цепью положительной обратной связи, индуктивный датчик, вклю ченный в контур автогенератора, ампл тудный детектор, резистор нагрузки детектора, источник опорного напряжения, эмиттерный повторитель, вход которого подключен к источнику опор го напряжения, выход - к резистору нагрузки детектора, измерительный прибор, включенный в коллекторную цепь эмиттерного повторителя З Однако начальный участок зависимости выходного сигнсша от проводимости этого кондуктометра нелиней ный из-за нелинейности входной ха рактеристики транзистора эмиттерног повторителя на начальном ее участке что снижает точность измерения. Кро е того, при измерении концентрации астворов в широких пределах, когда удельная электропроводность зависит от концентрации нелинейно, погрешность измерения очень большая, для компенсации ее требуется дополнительное устройство динеаризации. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет повышения линейности и повышение уровня выходного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в кондуктометр, содержащий автогенератор на транзисторе с дополнительной цепью положительной обратной связи, индуктивный датчик, включенный в контур автогенератора, амплитудный детектор, резистор нагрузки детектора, источник опорного напряжения, эмиттерный повторитель, измерительный прибор, включенный в коллекторную цепь эмиттерного повторителя, введен дифференциальный усилитель, один вход которого подключен к источнику опорного напряжения, второй вход - к резистору нагрузки детектора, а выход - ко входу эмиттерного повторителя. Кроме того, в кондуктометр введена цепочка, состоящая из двух резисторов и стабилитрона, причем первый резистор включен между резистором нагрузки детектора и выходом эми терного повторителя, а второй резистор последовательно со стабилитроном включен между выходом эмиттерного по торителя и шиной питания. Более высокая точность измерения достигается за счет повышения линей ности при измерении на начальном участке шкалы и возможности получени линейной зависимости выходного сигнала от концентрации при измерении кон центрации в широком диапазоне. Линейность начального участка шкалы повышае ся благодаря более точной стабилизай,и напряжения на резисторе нагрузки де тектора за счет дифференциального усилителя. Дополнительно введенные цепочки шунтируют резистор нагрузки детектора при включении стабилитрона, увеличивая при этом выходной ток. Соответс .вующим выбором резисторов и стабилитронов можно осуществить кусочно-линейную аппроксимацию статической характеристики кондуктомет в соответствии с характеристикой электропроводности контролируемого раствора в зависимости от его концентрации, В предлагаемом кондуктометре выход эмиттерного повторителя подключен к части резистора нагрузки дете тора, а так как напряжение стабилизируется на всем резисторе, то.для этого необходим большой ток, т.е. повышается уровень выходного сигнал что позволяет получить на выходе унифицированный сигнал 0-5 мА. На чертеже представлена принци1 и льная схема предпагаемого кондуктометра. Кондуктометр состоит из одноконтурного автогенератора, в который входит транзистор 1, резистор 2, конденсаторы 3, 4 и 5 и индуктивный датчик б, включенный в качестве эле мента резонансного контура, амплиту ного детектора на диоде 7, конденса торе 8 и резисторе 9, являющемся на грузкой детектора эмиттерного повто рителя на транзисторе 10. В коллекторную цепь эмиттерного повторителя включен измерительный прибор 11 и цепь термокомпенсации, состоящая из терморезистора 12 и резистора 13. Делитель напряжения состоит из резисторов 14, 15 и 16, служащих для подачи напряжения смещения на базу транзистора автогенер тора и опорного напряжения на вход дифференциального усилителя 17. Напр5Шение питания от стабилизирован го источника питания подается на клеммы 18 и 19, резистор нагрузки детектора 20, цепочку из резисторов 21 и 22 и стабилитрона 23. Кондуктометр работает следующим образом. При изменении проводимости контролируемой среды изменяется импеанс датчика б. Это вызывает изменение эквивалентного сопротивления контура и изменение тока через диод 7. Так как напряжение на резисторе 9 стабилизировано с помощью дифференциального усилителя 17 и транзистора 10, изменение тока диода компенсируется таким же изменением тока эмиттера и тока коллектора транзистора 10. Таким образом, при изменении электропроводности контролируемой среды изменяется коллекторный ток транзистора и ток через измерительный прибор 11, ас помощью резисторов 12 и 13 осуществляется температурная компенсация электропроводности контролируемого раствора. При подключении эмиттера транзистора 10 к части резистора нагрузки детектора для стабилизации напряжения на резисторах 9 и 20 нагрузки детектора через резистор 20 проходит ток транзистора 10 (выходной сигнал) больший в k раз где R.- сопротивление резистора 9; Rj- сопротивление резистора 20. В устройстве стабилитрон 23 включается тогда, когда падение напряжения на резисторах 20 и 21 за счет тока транзистора 10 станет большим напряжения включения стабилитрона. При этом цепочка из резисторов 21 и 22 и стабилитрон шунтируют резистор 20. Как видно из формулы (1) коэффициент передачи при этом увеличивается, т.е. можно осуществить кусочнолинейную аппроксимацию коэффициента передачи всего устройства в соответствии с требуемой характеристикой. Предлагаемый кондуктометр расширяет область применения кондуктометрических приборов на растворы и пульпы с содержанием щелочи до 120 кг/м. Формула изобретения 1. Кондуктометр по авт.св. №769419, отличающий с. я тем, что, с целью повышения точности измерения/ в кондуктометр введен дифференциальный усилитель, один вход которого соединен с источником опорного напряжения, второй вход соединен со входом эмиттерного повторителя. 2. Кондуктометр поп.1, отличающийся тем, что в него введена цепочка, состоящая из двух резисторов и стабилитрона, причем первый резистор соединен с одной стороны с резистором нагрузки детектора.

с другой - с выходом эмиттерного повторителя, последовательно соединенные стабилитрон и второй резистор соединены с одной стороны с выходом эмиттерного повторителя, с другой - с шиной питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0/5