Кондуктомер

 

КОНДУКТОМЕТР, содержащий последовательно соединенные генератор , датчик, компрессор, детектор и измерительный преобразователь, отличающийся тем,что, с целью повьшения чувствительности И точности измерения в широком диапазоне, в него введены вычитающее устройство и делитель напряжения, сигнальный вход которого соединен с дополнительньм выходом генератора, управляющий вход - с управляющим выходом измерительного преобразователя , а выход - с одним из входов вычитающего устройства, другой вход г которого соединен с выходом датчика , а выход - с входом компрессора. О)

СО93 СООЕТСНИХ

CNNIIMt

РЕСПУБЛИК ае а»

315» 01. N 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, И AS ЮРСКОМУ СВИДЕПЛЬСТВУ (21) 3555953/18-25— (22) 24.02.83

{46) 15.11.84. Бюл. Р 42 (72) Б.В. Курочкин и А.Г. Решетов (53) 621.317.73 (088.8) (56) 1. Орновский П.Н., Скрипник Ю.А.

Измерительные приборы периодического сравнения. И., "Энергия", 1975, с. 74.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 824004, кл. С 01 И 27/02, !978 (прототип) . (54) (57) КОНДУКТОИЕТР, содеркащий последовательно соединенные генера« тор, датчик, компрессор, детектор и измерительный преобразователь, отличающийся тем,что, с целью повыаения чувствительности и точности измерения в юироком диапазоне, в него введены вычитающее устройство н делитель напряжения, сигнальный вход которого соединен с дополнительными выходом генератбра, управляющий вход — с управляющим выходом измерительного преобразователя, а выход — с одним иэ входов вычитающего устройства, другой вход которого соединен с выходом датчика, а выход — с входом компрессора.

1124211

Изобретение относится к устройствам для исследований физико-химических свойств жидкостей и может быть использовано для автоматического измерения электропроводности жидкости в промьапленных условиях.

Известен кондуктометр, содержащий датчик, коммутатор, интегратор,компаратор и цифровой прибор Г 1 3.

Недостаток устройства заключается в использовании принципа прямого преобразования, а не уравновешивания, что не позволяет получать высокую точность измерения электропроводности. 15

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности кондуктометр периодического сравнения, содержащий генератор, двухканальный датчик с каналами преобразования электропроводности анализируемой жидкости и меры электропроводности в выходной сигнал, компрессор, детектор-ограничитель и измерительный преобразователь. Выходной сигнал датчика, несущий информацию об электропроводности ч представляющий собой модулированное по амплитуде напряжение переменного тока несущей частоты с огибающей в виде переменного напряже30 ния типа меандр, поступает на вход компрессора, который приводит это напряжение к нормированной амплитуде, .удобной для дальнейших преобразований 2 1.

Недостатками известного кондуктометра являются низкие чувствительность и точность измерения проводимости в широком диапазоне. Это объясняется тем, что компрессор, приводя выходной сигнал датчика к нормированной амплитуде, имеет большой коэффициент усиления, когда среднее значение амплитуды сигнала имеет низкий уровень, и малый коэффициент усиления, когда среднее значение амплитуды сигнала имеет высокий уровень. Поскольку полезную информацию несет только огибающая модулированного напряжения переменного тока несущей частоты, то изменение коэффициента усиления компрессора практически не зависит от амплитуды этой огибающей при высоком уровне сигнала и даже имеет тенденцию ее уменьшать.

55 ! ель изобретения — повышение чувствительности и точности измерения проводимости.

Указанная цель достигается тем, что в кондуктометр, с.одержащий генератор, датчик, компрессор,детектор и измерительный преобразователь дополнительно введены вычитающее устройство и делитель напряжения, сигнальный вход которого соединен с дополнительным выходом генератора, управляющий вход — с управляющим выходом измерительного преобразователя, а выход — с одним из входов вычитающего устройства, другой вход которого соединен с выходом датчика, а выход — с входом компрессора.

На чертеже изображен кондуктометр.

Кондуктометр содержит генератор 1, питающий датчик 2 с каналами измерительным и сравнения и делитель 3 напряжения через фазовращатель 4.

Выходы датчика 2 и делителя 3 соединены с входами вычитающего устройства 5, связанного с последовательно соединенными компрессором 6, детектором 7 и измерительным преобразователем 8, управляющий выход которого соединен с .управляющими входами датчика 2 и делителя 3. Кроме этого, управляющий сигнал, который используется в генераторе 1 для осуществления поочередного питания каналов датчика 2, через отдельную линию связи подается в измерительный преобразователь 8 с целью автоматического формирования полярности управляющего сигнала измерительнсго преобразователя, используемого для изменения величины меры электропровод-, кости в датчике 2 и коэффициента деления делителя 3.

Кондуктометр работает следующим образом.

Напряжение переменного тока несущей частоты с коммутируемых выходов генератора 1 поочередно поступает на один из каналов датчика 2 с периодом коммутации Т, при этом в анализируемой жидкости и мере электропроводности периодически протекают токи, пропорциональные их проводимости, а на общей нагрузке, например входном сопротивлении K 5 вычитающего устройства, возникает напряжение

0 0 K С, f K, f Ll pg <1

1124 выходн ое на пряжение генератора 1, коэффициент преобразования

Датчика 2,. проводимости; соответственно жидкости и меры единичные функции, равные

211 4 измерительного преобразователя 8, поддерживает приблизительно равной или немного меньшей амплитуды сосб тавляющей напряжения U соответстэ вующей проводимости канала меры где

К

2 (6) G G (К2) (К2 -.

Т Т

1 при К = 2n-1

f (KÒ) Т (2) I5 б

0 при К = 2n-2;

0 при К =- 2п-1 (3) к(к — )

Т

2 2 э (5) Амплитуду напряжения U, делитель

3 напряжения, управляемый сигналом 50 г

1 при К = 2n-2, причем К вЂ” порядковый номер полупеТ риода —, в течении которого ток протекает по одному каналу датчика 2; п — последовательность положительных

25 чисел из натурального ряда.

Это напряжение подается на один вход вычитающего устройства 5. На другой вход вычитающего, устройства подается напряжение с выхода делите- ЗО ля 3 напряжения

К Кэ (4) где 0 — выходное напряжение гене- 35

1 ратора 1 с дополнительно-, го выхода, К+ — коэффициент преобразования фазовращателя 4, К вЂ” коэффициент деления делите-4Р ля 3 напряжения.

Фазу напряжения U подбирают равной фазе напряжения U, с помощью фазовращателя 4. На выходе вычитающего устройства действует раэностное 45 напряжение

U =UK G 1К вЂ” R5, поэтому на вход компрессора 6 поступает напряжение U с глубиной модуляции, близкой к 100Х, ч компрессор, нормируя напряжение О,, обеспечивает максимальную, чувствительность кондуктометра при равенстве сигналов от измерительного канала и канала сравнения датчика 2 в широком диапазоне измерения проводимости, что является одним из основных условий достижения высокой точности.

Таким образом, повышение чурствительности и точности кондуктометра в широком диапазоне измерения проводимости достигается тем, что при изменении сигнала с датчика в широких пределах, вычитающее устройство вместе с фазовращателем и делителем напряжения обеспечивают стопроцентную или близкую к стопроцентной модуляцию этого сигнала, что приводит к достижению максимальной чувствительности кондуктометра при равенстве составляющих сигнала от датчика и позволяет равномерно распределить усиление измерительного канала. Это одновременно снижает возможносгь возникновения автоколебаний от большого коэффициента усиления измерительного преобразователя, который необходим в известном кондуктометре.

Применение изобретения в промыиленном кондуктометре позволяет повысить чувствительность и точность прибора и вместе с тем точность поддержания параметров различных технологических процессов. Повъииение точности измерения расширяет область применения промышленного кондуктометра, в частности, в системах многопараметрического анализа производства химических волокон, галургии и др.