Устройство измерения электропроводности жидкости Советский патент 1982 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения электропроводности жидкости в гидрологических измерительных приборах, а также может быть использовано при физико-химических исследованиях и в системах контроля технологических процессов.

Известно бесконтактное устройство измерения электропроводности жидкости, содержащее трансформаторный датчик электропроводности, генератор, измерительный прибор tl3Недостатком устройства является большая погрешность измерения из-за нестабильности амплитуды и частоты генератора возбуждения, а также изменения параметров обмоток и магнитных сердечников трансформаторов в диапазоне изменения температуры и давления.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является бесконтактный измеритель электропроводности жидкости, содержащий трансформаторный датчик с двумя основными обмотками и дополнительной обмоткой в цепи которой включен через ключ резистор, измеритель .

Однако точность устройства зависит от точности изготовления элементов схемы компенсации и стабильности характеристик применяемых элементов.

Цель изобретения - повышение точности измерения электропроводности жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее трансформаторный датчик электропроводности с двумя основными идентичными обмотками и третьей дополнительной обмоткой, в цепь которой включен образцовый резистор, последовательно соединенный с ключом, введены переключатель, линейный преобразователь составляющих комплексного сопротивления датчика в период, вычислительное устройство и блок управления,

20 причем переключатель -соединен с обеими обмотками.датчика, выходы переключателя подключены к входу преобразователя, выход которого подключен к информационному входу вычислительного устройства, а выходы бло25ка управления - к управляющим входам ключа, переключателя и вычислительного устройства.

На чертеже изображено предлага30емое устройство. Устройство для измерения электро проводности жидкости содержит транс форматорный датчик электропроводности с витком воды 2, дополнительную обмотку 3 с образцовым резистором 4, ключ 5, переключатель 6с двумя парами входов и двумя выходам линейный преобразователь 7 составляющих комплексного сопротивления последовательно включенных основных обмоток 8, 9 трансформаторного датчика в период, вычислительное устройство 10 и блок 11 управления. Первая пара входов переключателя 6 подключена к обмотке 8 трансформа торного датчика 1, вторая пара входов - к обмотке 9, выходы переключателя 6 подключены ко входу линейного преобразователя 7 составляющих комплексного сопротивления последовательно включенных обмоток ,9 трансформаторного датчика в период. Выход линейного преобразователя подключен к информационному входу вычислительного устройства 10, а вы ходы блока управления 11 к управляющим входам ключа, переключателя и вычислительного устройства. Выход вычислительного устройства является выходом устройства измерения электр проводности жидкости. Устройство работает следующим об разом. Измерение производится в 3 такта Сначала к входу линейного преобразо вателя 7 с помощью переключателя 6 подключаются обмотки 8 и 9 трансфор маторного датчика 1, соединенные согласно. Полное сопротивление обмо ток датчика, соединенных согласно, представляет собой параллельное сое динение индуктивности L, равной сум ме индуктивностей обмоток, и активного сопротивления R, численно равного сопротивлению витка воды, умноженному на отнсяиение суммарной индуктивности обмоток L к индуктивн ти витка воды L. В этом случае период колебаний на выходе линейного преобразователя 7 определится выражением(LgOg+aL)+AT, где К и а - коэффициенты, определяемые паргиметрами элемен тов линейного преобразо вателя 7; OB р - электропроводность витк воды 2; ДТ - аддитивная погрешность преобразования. Затем с помощью ключа 5 замыкает ся На образцовый резистор 4 дополнительная обмотка 3 и снимается вто рой резу/1ьтат измерения Т2.К L в (&,,+ ) +aL +дТ, где «оер - электропроводность ° образцового резистора 4. В третьем такте обмотки 8, 9 датчика соединяются встречно, при этом полное сопротивление обмоток равно их суммарному индуктивному сопротивлению XL,, дополнительная обмотка с ROBP размыкается. Период колебаний Т составит Тз KaL + ДТ По сигналу с блока 11 управления вычислительное устройство 10 производит обработку результатов отдельных измерений по следующему алгоритмув . i i. Измерялась проводимость раствора электролита (нормальная морская вода ,373%). Измерения велись с помощью .трансформаторного датчика электропроводности, имеющего дополнительную обмотку, в цепь которой включен образцовый резистор. Полное сопротивление дополнительной обмотки с образцовым резистором равно 75,16 Ом. Период колебаний на выходе линейного преобразователя составляющих комплексного сопротивления в период регистрировался с помощью частотомера 43-35 А. В первом такте измерения обмотки 8, 9 датчика включались согласно, и период на выходе линейного преобразователя был равен Т К ()+ЛТ Во втором такте замыкалась дополнительная обмотка с образцовым резистором, и период был равен Т , L (G-g + (Гобр )+aL + ДТ В третьем такте дополнительная обмотка размыкалась, а обмотки 7, 8 датчика включались встречно. Период был равен Tj KaL + Л Т Величина искомой проводимости витка воды ра ссчитывалась по формуле Величина удельной электропроводности воды рассчитывалась по формуле6уд тбв, где m - постоянная датчика. Результаты измерений сведены в таблицу. Новое включение трансформаторного датчика, а также использование новых элементов - переключателя с двумя парами входов и двумя выходами, линейного преобразователя составляющих комплексного сопротивления последовательно включенных обмоток трансформаторного датчика

в период, вычислительного устройства и блока управления полностью устраняет погрешности, обусловленные нестабильностью параметров элементов линейного преобразователя, входящих

в коэффициенты К и а, нестабильностью индуктивности обмоток датчика и индуктивности витка воды,определяемыми параметрами магнитопроводов,а также аддитивная погрешность преобразования.

0°С 92,3765 87,8707- 101,8385 2,794.10 2,901

35°С 81,0287 76,5225 101,8412 6,145.10 6,380 6,381

Формула изобретения

Устройство измерения электропроводности жидкости, содержащее трансформаторный датчик электропроводности с двумя основными идентичными обмотками и дополнительной обмоткой в цепь которой включен образцовый резистор, последовательно соединенный с ключом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены переключатель, линейный преобразователь составляющих комплексного сопротивления датчика, вьпислительное устройство и блок управления, .ричем переключатель соединен с

2,901

обеими обмотками трансформаторного датчика, выходы переключателя подключены к входу преобразователя, выход которого подключен к информационному входу вычислительного . . устройства, а выходы блока управления - к управляющим входам ключа, переключателя и вычислительного устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

с. 261-270 (прототип). .