Кондуктометрический анализатор

 

КОНДУКТШЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР , содержащий блок питания, дат (Чик, соединенный с преобразователе, ;выход которого подключен к входу самопишущего потенциометра, мост термок смпе не ации, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерений, в схему введено реостатное устройство на выходе самопишущего потенциометра, образуквдего с мостом термокомпенсации обратную отрицательную связь, причем вход реостатного, устройства подключен к источнику постоянного напряжения , а выход - к диагонали питания моста термокомпенсации, измерительная диаг 5наль которого, являющаяся одновременно входной цепью самопишущего потенциометра, включена в вы;ходную цепь преобразователя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()g) (и) 3(59 G 0 N 27 D2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA (21) 3420996/18-25 (22) 12.04.82 (46) 23.08.83. Бюл. В 31 (72) Г.Г. Буденный,.Э.С. Абелов, Г.В,. Тусунян, В.И. Любич, К.П. Латьменко и В.Й. Терейковский (71) Тбилисское, научно-производственное объединение Айалнтприбор™. (53). 551.508(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 873093,. кл. G 01 N 27j02, 1981.

2. Контрольно-измерительные приборы. Сб. статей, вын. XXII Уральского научно-исследовательского химического института, Химия, 1973, с. 78-80 (прототип).

;(54)(57) КОНДУКТОИЕТРИЧЕСКИЙ AHAJIN ЗАТОР, содержащий блок питания, дат,.чик, соединенный с преобразователем, выход которого подключен к входу самопишущего нотенциометра, мост тер" .мокампенсации, о т л и ч à io щ и и - . с я тем,.что, с целью повышения точности измерений, в схему введено реостатное устройство на выходе са.мопишущего потенциометра, образующего с мостом термокомпенсации обратную отрицательную связь, причем вход реостатного, устройства подключен к источнику постоянного напряжения, а выход — к диагонали питания моста термокомпенсации, измерительная диагональ которого, являющаяся одновременно -входной цепью самопишущего потенциометра, включена в вы- Е

Ф . ходную цепь преобразователя.

1037155

В известных устройствах, несмотря на применение термокомпенсирующих устройств, не удается добиться выполнения условий (4) и (5) с удовлетворительной точностью в широких интервалах изменения .температуры и ЭП анализируемых растворов. Погрешность измерений может достигать 20Ъ и более диапазона измерений при сложности настройки устройства на среды с

)О различными температурными коэффициентами с(. и

Указанные недостатки частично устранены в устройствах с применением мостовых схем термокомпенса )5 ции выходных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является кондуктометр для измерения концентрации бихроматных щелоков, содержа О щий блок питания, датчик, соединенный с преобразователем, выход которого подключен к входу самопишущего потенциометра, мост термокомпенсации, измерительная диагональ которого

25 включена последовательно с входом самопишущего потенциометра и выходом преобразователя, а диагональ питания моста подключена к источнику постоянного напряжения 12).

С целью компенсации влияния температуры анализируемой жидкости на повышение точности измерений термокомпенсирующий элемент включают . в мост постоянного тока. Мост балансируется при номинальной температуре и включается таким образом, чтобы на самопишущий потенциометр поступала разность напряжений, возникающих при изменении температуры анализируемой жидкости на выходах преобразователя

4() кондуктометра и мостовой схемы.

Условия (4) и (5) с достаточной точностью выполняются кондуктометром согласованием выходных напряжений преобразователя и моста термокомпен45 сации, регулировкой напряжения, поступающего с преобразователя в схему вычитания, при контроле технологических параметров жидких сред с узкими интервалами изменения темпера50 туры (до 10 С) и ЭП (до 0,5 порядка, например, от 10 до 5 10 "1CM/ì).

55 бО

65 (5) 05blx ()выхн

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а точнее к устройствам для анализа жидких сред кондуктометрическим-„методом„ и может быть использовано для контроля технологических параметров в химической, нефтехимической, металлургической, строительной и др. отраслях *ромышленности.

Известны устройства для измерения электропроводности (ЭП) жидких сред, содержащие стабилизированный источник питания, вторичный прибор, генератор Перемениого напряжения, соединенный через усилитель мощности с измефнтельной схемой, включающей первичный преобразователь, термокомненсатор с термочувствительным элементом (13,.

Во многих случаях при ведении технологических процессов температура анализируемой среды .меняется в широких интервалах (несколько десятков грацусов). Зависимость величины

ЭП от температуры выражается линейным уравнением второго порядка =Ж+Д(+ (И -1„)+м+-1„) j, (1) где - ЭП при данной. температуре Зй. — ЭП при номинальной темпе-. тн ратуре;

4-tq- отклонение температуры от ее номинального значения; н Р " температурные коэффициенты

f.

Выходные сигналы кондуктометрических анализаторов при данной температуре анализируемой жидкости являются функцией Ж (3вых. = (+)= (®+ + ьЖ ) (2) где EX - приращения ЭП при изменении температуры анализируемой жидкости на Ь1= -. н.

С учетом (2) можно записать

"выл = "ЬЫх н + ь "еих (3) где 0>b $ (2(+ ) — выходные сигналы анализаторов при н номинальной температуре анализируемых жидкостей; )ЬЫх (® ) — приращения выходных сигналов анализато ров при изменении температуры анализируемой жидкости на Ь+.

Идеальным условием осуществления термокомпенсации выходных сигналов является равенство приращения выходных напряжений анализаторов и термокомпенсирующих устройств от изменения температуры анализируемых сред "Sbxq=. ь )выход (4)

Уравнение (3) примет вид

При применении кондуктометра с,фиксированным коэффициентом термокомпенсации в жидких средах с широкими интервалами изменения температуры (до нескольких десятков градусов, например, от 10 до 50 С и более) и ЭП (до нескольких порядков, например, от 1 до 5 ° 10 См/м и более) погрешность измерений может достигать 10t и более, что не позволяет вести технологические процессы в оптимальном режиме, снижает качество готовой продукции и экономическую эффективность технологических линий.

1037155

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигаетая тем, что в кондуктометрический анализатор, содержащий блок питания, датчик, преобразователь, выход которого подключен к входу самопишущего потенциометра, мост термокомпенсации, введено реостатное устройство на выходе самопишущего потенциометра, образующего с мостом термокомпенсации об-. ратную отрицательную связь, причем вход реостатного устройства подключен к источнику постОянного напряжения, а выход — к диагонали питания моста термокомпенсации, измерительная диагональ которого являющаяся одновременно входной цепью самопишущего потенциометра, включена в выходную цепь преобразователя.

На чертеже приведена принципиальная схема предложенного устройства с автоподстройкой термокомпенсации.

Устройство содержит блок 1 питания, состоящий из источника 2 питания переменным напряжением, источников 3 и 4 питания постоянным напряжением, датчик 5, преобразователь

6, состоящий из генератора 7 переменного напряжения, выпрямителя 8, дифференциального усилителя 9, самопишущий потенциометр 10, мост ll термокомпенсации и реостатнЬе устройство 12 на выходе самопишущего потенциометра.

Переменное напряжение с генератора 7 поступает на датчик 5 проточного или погружного типа, который контактирует с анализируемой средой.

В процессе измерения при изменении ЭП анализируемой среды, изменяется эквивалентное сопротивление датчика, которое определяется выражением (6)

,где С вЂ” постоянная датчика.

Переменное напряжение, пропорциональное эквивалентному сопротивлению датчика, а следовательно, ЭП среды, поступает на вход выпрямителя 8, где выпрямляется и подается на один иэ входов дифференциального усилителя 9, на другой вход которого через переменный резистор Rl подается постоянное напряжение с источника 3 питания. Резистором Rl устанавливается начало шкалы прибора, соответст,вующее начальному значению ЭП при номинальной температуре анализируемой среды.

С выходной цепочки дифференциального усилителя (резисторы К2, R3) сигнал поступает на самопишущий потеНциометр 10.

Температурная компенсация прибора осуществляется мостом 11 термокомпенсации (резисторы R4-R10) и реостатным устройством 12 (резисторы

Rl1-R13, реохорд R ), образующими отрицательную обратную связь самопишущего потенциометра.

Мост балансируется переменным резистором йб при номинальном значе.:нии сопротивления термоцепочки RS R10.

10 При изменении температуры анализируемой среды изменяется ее ЭП согласно (1), выходной сигнал преобразователя и соответственно показания самопишущего потенциометра. Одновременно с изменением сопротивления термистора R9 начнут изменяться сопротивление термоцепочки RB R10, которое вызывает разбаланс моста, и сопротивление реохорд R реостатнОго устройства, следящего за изменением выходного сигнала преобразователя, с движка которого непрерывно снимается напряжение на диагональ питания моста термокомпенсации.

Автоматическое изменение напряжения питания моста термокомпенсации позволяет автоматически подстраивать коэффициент температурной компенсации, что позволяет с высокой точностью (0,5-1% диапазона измерения) выполнять условия (4) и (5) при контроле технологических параметров жидких сред с широкими интервалами изменения температуры и ЭП.

Настройку анализатора на среды с

35 различными температурными коэффициентами о и проводят изменением напряжения питания реостатного устройства, а при необходимости — подбором резисторов Rll R12 и R13.

4О Сравнительный анализ эксперимен тальных данных, показывает что точ-! ность термокомпенсации выходных сиг-„ налов предлагаемого анализатора с автоподстройкой термокомпенсации превышается в 10-20 раэ, тем самым повышается точность измерений в 510 раз.

Повышение точности измерений позволяет контролировать технологические процессы в оптимальном режиме, повышает качество готовой продукции, увеличивает производительность технологических линий и их экономическую эффективность.

Высокая точность измерений технологических параметров жидких сред с широкими интервалами изменения. температуры и ЭП позволит эффективно осуществлять автоматический контроль технологических процессов в раэлич60 ных отраслях промышленности, что повысит производительность технолбги.— ческих линий, качество выпускаемой продукции при одновременном сокращении производственных затрат.

Составнтель Е. Городничев

Редактор С. Патрушева Техред И.Костик Корректор А. Ференц.

Эакав 6000/45 Тираж 873 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4