Устройство для измерения частотных характеристик эмульсии

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭМУЛЬСИИ по авт.св. № 989436, о т л.и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения чувствительности измерения, оно снабжено последовательно соединенными инвертором и третьей диэлькометрической ячейкой, включенными между выходом автоматического переключателя и входом корректирующего канала. (Л со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ >

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН рр С 01 Ж 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHONIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfYHA (61) 989436.. (21) 3601635/18-25 (22) 30.05.83 (46), 30.08.84. Вюл. У 32 (72) Ю.А. Скрипник, Я.М. Заграй, Л.А. Глазков, Л.А. Галкин и В.И. Вьюн (71) Киевский технологический институт легкой промьппленности (53) 551.508.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 989436, кл. С 01 N 27/22,,1983., SUÄÄ 1111090 A (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭМУЛЬСИИ по авт.св. к 989436, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения .чувствительности измерения, оно снабжено последовательно соединенными инвертором и третьей диэлькометрической ячейкой, включенными между выхо- . дом автоматического переключателя и входом корректирующего канала.

1 11110

Изобретение относится к технике физико-химического анализа водных, масляных„ мыльных, нефтеводных и других видов эмульсий, коллоидов и суспензий; используемых в химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной, пищевой, электронной промьппленности и при контроле подготовки пищевых и промышленных вод, степени очистки производственных и бытовых сточных вод.

По основному авт.св. В 989436 известно устройстйо для измерения частотных характеристик эмульсии, содержащее генераторы низкой фиксированной и высокой перестраиваемой частот, последовательно соединенные диэлькометрические ячейки, измерительный канал, состоящий из последовательно включенных выпрямителя, низко- о частотного усилителя, фазочувствительного выпрямителя, осциллографического индикатора, управляемый делитель напряжения, автоматический переключатель, низкочастотный коммутационный25 генератор, блок частотной развертки и корректирующий канал, состоящий из последовательно включенных вторых выйряйителя, низкочастотного усилителя, фазочувствительного выпрямителя и фильтра нижних частот, выход которого соединен с управляющим входом делителя напряжения, включенного между выходом генератора низкой фиксированной частоты и одним входом авто35 матического переключателя, другой вход которого соединен с генератором перестраиваемой частоты, выход переключателя соединен с входом измерительного канала и последовательно соединенными диэлькометрическими ячейками, к средней точке которых подключен корректирующий канал, блок частотной развертки соединен с уп- . равляющим входом генератора перестраиваемой частоты и входом осциллог45 рафического регистратора, управляющие входы первого и второго фазочувствительных выпрямителей соединены с входами низкочастотного коммутационного генератора Li).

Недостатком данного устройства является низкая чувствительность измерения частотных характеристик эмульсий и других жидких сред с малой концентрацией инородных включений, т.е. с малой степенью дисперсности диспергируемой фазы. Это является следствием низкой чувствительности

90 2 измерения устройством частотных изменений диэлектрической проницаемости контролируемой жидкой среды, поскольку электрическая емкость контролируемой среды шунтируется емкостью, создаваемой диэлектрической проницаемостью исходной жидкой среды. Указанная причина не позволяет определять малые содержания концентраций инородных включений жидких сред, т.е. малую степень дисперсности диспергируемой фазы.

Цель изобретения — повышение чувствительности измерения частотных характеристик эмульсий с малой степенью дисперсности диспергируемай фазы (с малой концентрацией инородных включений).

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения частотных характеристик эмульсий снабжено последовательно соединенными инвертором и диэлектрической ячейкой, включенными между выходом автоматического переключателя и входом корректирующего канала.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства для измерения частотных характеристик эмульсий.

Устройство состоит из генератора

1 фиксированной частоты и генератора

2 перестраиваемой частоты. Выход генератора 1 через управляемый делитель 3 напряжения соединен с одним входам автоматического переключателя 4, другой вход которого непосредственно соединен с выходом генератора 2. Выход переключателя 4 подключен к последовательно соединенным диэлькометрическим ячейкам 5 и б, к средней точке соединения этих ячеек подключен корректирующий канал, состоящий из последовательно включенных первых выпрямителя 7, усилителя 8 переменного напряжения, фазочувстви1тельнаго выпрямителя 9 и фильтра 10 нижних частот, выход которого соединен с управляющим входом делителя 3 напряжения. К выхбду переключателя

4 также подключены последовательно соединенные ннвертор 11 и третья диэлькометрическая ячейка 12, выход которой соединен с входом первого выпрямителя 7. К выходу переключателя 4 подключен измерительный канал, состоящий из последовательно включенных вторых выпрямителя 13, усилителя 14 переменного напряжения, фаэо1111090

С2 = (100 — 1000) С„, 55

3 чувствительного выпрямителя 15, выход которого соединен с одним из входов осциллографического регистратора, второй вход которого подключен к блоку 16 частотной развертки, соединенному с управляющим входом генератора

2. Управляющие входы автоматического переключателя 4, фазочувствительных выпрямителей 17 и 15 соединены с выходами низкочастотного коммутацион- 10 ного генератора 18.

Устройство для измерения частотных характеристик эмульсий и других жидких сред с малой степенью дисперсности диспергируемой фазы (малой кон- 15 центрацией инородных включений) работает следующим образом.

Низкочастотное напряжение генератора фиксированной частоты подается через управляемый делитель 3 напряже- 20 ния, а высокочастотное напряжение генератора 2 перестраиваемой частоты подается непосредственно на входы автоматического переключателя 4, управляемого напряжением низкочастот- 25 ного коммутационного генератора 18.

В результате непрерывной работы .переключателя на его выходе формируется периодическая последовательность пакетов электрических напряжений фикси- З0 рованной и перестраиваемой частот с одинаковыми амплитудами. Пакеты напряжений двух частот прикладываются к емкостному делителю напряжений, выполненному из двух последовательно соединенных диэлькометрических ячеек

5 и 6. Ячейка 5 заполняется контролируемой жидкой средой с диспергируемой фазой, а ячейка 6 — исходной жидкой средой (без дисперсной фазы).

Одновременно пакеты напряжений низкой и высокой частот поступают .через.инвертор 11 на дополнительную диэлькометрическую ячейку 1.2, конструктивно выполненную аналогично ячей- 45 ке 5 и заполненную исходной жидкой средой (без дисперсной фазы). Значения электрических емкостей диэлькометрических ячеек 5 и 6 выбрано из соотношения где С вЂ” емкость ячейки 5, наполненной контролируемой жидкой средой с,диспергируемой фазой;

С вЂ” емкость ячейки 6, наполненной исходной жидкой средой.

Геометрические размеры диэлькометрических ячеек 5 и 12 выбираются одинаковыми, что обеспечивает равенство электрических емкостей при заполнении их исходной жидкой средой, Падение напряжения на диэлькометрической ячейке 6 определяется суммарнЬ м действием токов, протекающих через основную ячейку 5 и дополнительную 12. При заполнении ячеек

5 и 12 исходной жидкой средой падение напряжения на ячейке 6 близко к нулю, поскольку переменные токи ячеек 5 и 6 как на низкой, так и на высокой частотах находятся в противофазе. При заполнении ячейки 5 контролируемой жидкой средой падение напряжения на ячейке 6 возрастает за счет разностного тока, пропорционального приращению диэлектрической проницаемости жидкой среды за счет диспергируемой фазы. Приращение диэлектрической проницаемости определяется степенью дисперсности диспергируемой фазы и зависит от частоты электрических колебаний, проходящих через ячейку 5 с контролируемой средой.

Амплитуда пакета низкочастотного напряжения пропорциональна степени дисперсности контролируемой среды, а амплитуда высокочастотного напряжения дополнительно изменяется за счет частотной дисперсии диэлектрической проницаемости диспергируемой фазы.

Пакеты падений напряжений низкой и высокой частот с ячейки 6 выпрямляются выпрямителем 7 корректирующего канала. Переменная составляющая напряжения, пропорциональная полуразности амплитуд пакетов низкочастотного и высокочастотного напряжений, усиливается усилителем 8 и выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 9. Выпрямленное напряжение. через фильтр 10 нижних частот воздействует на управляющий вход делителя 3 напряжения. Низкочастотное напряжение на выходе делителя 3 напряжения под действием управляющего сигнала изменяется.до значения, при котором уравниваются амплитуды пакетов высокочастотного и низкочастотного напряжений на входе корректирующего канала. При этом относительная разность амплитуд пакетов высокой и низкой частот .на входе емкостного делителя из ячеек 5 и 6 устанавливается пропорциональной относительному частотному изменению диэлектрической

Составитель В. Немцев

Редактор М. Келемеш Техред Ж.Кастелевич Кор ектор

Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6303/36

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. !!роектная, 4 проницаемости контролируемой среды, т.е. частотной дисперсии диэлектрической проницаемости диспергируемой фазы. Пакеты напряжений низкой частоты с регулируемой амплитудой и пакеты 5 напряжений высокой частоты с выхода переключателя 4 непосредственно выпрямляются выпрямителем 13. Переменная составляющая частоты следования пакетов усиливается усилителем 14 и !О выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 17. Выпрямленное напряжение воздействует на вертикально отклоняющие пластины осциллографического индикатора, а развертывающее на- 15 пряжение от блока 16 поступает на горизонтально отклоняющие пластины индикатора. Одновременно развертывающее напряжение блока 14 изменяет частоту высокочастотного генератора, 20

2. В результате на. экране индикатора, 15 воспроизводится частотная характеристика контролируемой жидкой среды с диспергируемой фазой в заданном разверткой частотном диапазоне.

Таким образом, в предлагаемом устройстве повышена чувствительность к изменениям формы частотной характеристики, что позволяет контролировать жидкие среды с малой степенью дисперсности диспергирующей фазы (с малым содержанием инородных включений), например, в деионизированной воде.

Устройство позволяет определять частотную дисперсию высокоомных водных и неводных сред в диапазоне частот 10 - 1 Мгц на уровне 1 «

-4 л ф10 Ом см. Повышенная чувствительность предложенного устройства позволяет контролировать в очищенной деиониэованной воде содержание частиц дисперсной фазы размером менее

1 мкм.