Кондуктометр

 

Изобретение относится к устройствам для измерения электрических свойств веществ путем оценки изменения параметров сигнала генератора, чувствительный элемент которого (датчик ) размещен в исследуемом объекте. Кондуктометр содержит автогенератор с индуктивным датчиком, преобразователь сигнала генератора, фильтр ких частот, схему управления мощностью автогенератора, коммутатор, регистратор. В устройстве обеспечивается изменение амплитуды первой гармоники автогенератора при измене-- НИИ температуры. Показания регистратора пропорциональны разности напряжений при отсутствии и при наличии исследуемой среды в датчике, 2 ил. (Л с to со со о to 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.,SU 1233024 A 1 (511 1 G01 М 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТНЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3679307/24-25 .(22) 27,12.83 (46) 23,05.86, Бюл. У 19 (71) Запорожский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметаьтоматика" (72) А,М, Кучеренко и А,П. Сыроед (53) 543,257 (088,8) . (56) Авторское свидетельство СССР

М 1052669, кл. GOl И 27/02, 1982, Авторское свидетельство СССР

Ф 819668, кл. GOl N 27/02, 1981. (54) КОИДУКТОМЕТР (57) Изобретение относится к устройствам для измерения электрических свойств веществ путем. оценки изменения параметров сигнала генератора, чувствительный элемент которого (датчик) размещен в исследуемом объекте.

Кондуктометр содержит автогенератор с индуктивным датчиком, преобразователь сигнала генератора, фильтр низких частот, схему управления мощностью автогенератора, коммутатор, регистратор. В устройстве обеспечивается изменение амплитуды первой гармоники автогенератора при изменении температуры. Показания регистратора пропорциональны разности напряжений при отсутствии и при наличии исследуемой среды в датчике. 2 ил.!

233024

Изобретение относится к устройствам для измерения электрических свойств веществ резонансным способом и может быть использовано для измерения удельной электрической про- 5 нодимости жидких сред, а также для контроля их технологических параметров, фунчционально связанных с удельной электрической проводимостью, например, для автоматического контро- !О ля концентрации растворов и пульп . гидрометаллургических производств, Целью изобретения является повышение точности измерения за счет{понь1шения температурной стабильности и линейности статической характеристики кондуктометра, На фиг.! и 2 соответственно представлены функциональная н электрическая принципиальная схемы устрой- 20 ства для измерения концентрации щелочи в растворах н пульпах глиноземного производства.

Кондуктометр.(фиг.1} состоит иэ автогенератора 1 с индуктивным датчиком 2 в качестве элемента резонансного контура, преобразователя 3, подключенного к автогенератору 1, схемы 4 управления, входами подключенной к коммутатору 5 и преобразова- 30 телю 3, фильтра 6 нижних частот и регистратора 7 . Регистратор 7 подключен через фильтр 6 нижних частот параллельно резонансному контуру автогенератора. 35

Высокочастотный автогенератор

{фиг,2) выполнен на транзисторе 8,, резисторах 9 - !! конденсаторах 1214 и индуктивном датчике 2, Преобразователь 3 состоит из амплитудного детектора на диоде 15, конденсатора

16, резистора 17, схема управления 4из дифференциального усилителя 18„ источника опорного напряжения на резисторе 19, стабилитрона 20, транsHcTopHoFo усилителя на транзисторе

21, резисторе 22) второго источника опорного напряжения на стабилитроне

23, резисторе 24, фильтра нижних «àñтот на катушке 25 индуктинности и конденсаторе 26, резистора 27 и диода 28 для защиты дифференциального усилителя от перенапряжений, Комму— татор представляет собой ключ на транзисторе 29, управляемый напряжением прямоугольной формы, Фильтр нижних частот выполнен на катушке 30 и конденсаторе 31, Регистратор 32 с целью термокомпенсации контролируе" мой среды на резисторах 33 и 34 под ключен параллельно конденсатору 31 фильтра нижних частот. Напряжение питания подается на клеммы 35 и 36.

Принцип работы устройства основан на поочередном измерении регистратором постоянной составляющей коллекторного тока транзистора 8 (фиг,2) автогенератора,беэ компенсации потерь в резонансном контуре, вызванных изменением электроцроводимости среды, и н момент компенсации и преобразовании их разности в выходной сигнал

Кондуктометр работает следующим образом, При отсутствии анализируемой среды напряжение на выходе амплитудного детектора равно опорному на стабили-. троне 20, напряжение на входе дифференциального усилителя 18 ранно нулю и транзистор 21 заперт независимо от того открыт или закрыт ключ на транзисторе 29, Постоянная составляющая импульсов коллекторного тока, транзистора 8 антогенератора и падение напряжения на актинном сопротив" ленин катушки датчика 2 также остаютi ся неизменными, независимо от состояния ключа, Это напряжение, выделенное

С фильтром 6, подается на регистратор 32е Прн наличии злектропроводящей анализируемой среды за счет вносимых активных потерь эквивалентное (опротинление резонансного контура

2 и напряжение на нем и на выходе амплитудного детектора 3 уменьшается, что приводит к появлению напряжения на входе н выходе усилителя 18. Если ключ на транзисторе 29 открыт, то выходное напряжение усилителя !8 через резистор 27 эакорачинается, транзистор 2! остается запертым и постоянная составляющая импульсов коллекторного тока транзистора 8 остается такой же как и при отсутствии анализируемой среды.

Если ключ на транзисторе 29 закрыт, выходное напряжение усилителя !

8 открывает транзистор 21, увеличивая ток эмиттера и амплитуду перной гармоники коллекторного тока транзистора 8 до тех пор, пока не будут скомпенсированы активные потери, внесенные н контур анализируемой средой, (a амплитуда переменного напряжения и выходное напряжение амплитудного де1233024 тектора станет равным опорному. При этом пропорционально амплитуде первой гармоники увеличивается и постоянная .составляющая коллекторного тока транзистора 8, а, соответственно и выход.ное напряжение, подаваемое на реги" стратор 32, Показания регистратора

32 пропорциональны разности напряже ний с выхода фильтра 6 при отсутствии и при наличии анализируемой среды °

При изменении температуры окружа.ющей и анализируемой среды изменения постоянной составляющей коллекторного тока, вызванные изменением параметров активных элементов измерительной схемы, параметров катушки индуктивного датчика и высокочастотного кабеля, создают одинаковое изменение выходного напряжения как при открытом, так и при закрытом транзисторе

29 ивэаимно вычитаются, чем достигается исключение погрешностей за счет этих изменений. Прн изменении эквивалентного сопротивления резонансного контура изменяется угол отсечки коллекториого тока транзистора автогенератора, Поскольку в зависимости от . угла отсечки связь между коэффициентом разложения первой гармоники кол лекторного тока транзистора 8 и его постоянной составляющей может, быть как линейной, так и нелинейной в ту или другую сторону, то соответствующим выбором угла отсечки достигается компенсация погрешности от нелинейности электропроводимости контроли5 руемой среды от контролируемого па" раметра, Использование кондуктометра позволит повысить точность измерения удельной электрической проводимости в условиях высокотемпературных агрессивных сред со значительными изменениями температуры окружающей среды., например, в условиях глиноземного производства, Формула изобретения

Кондуктометр, содержащий автогенератор с индуктивным датчиком в качестве элемента резонансного контура, преобразователь, коммутатор, фильтр нижних частот; подключенный к резонансному контуру автогенератора, ре" гистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности

25 измерения,, в него дополнительно введе-. на схема управления мощностью автогенератора, а регистратор подключен через фильтр нижних частот параллельно резонансному контуру, причем входы схемы управления мощностью подключены к выходам преобразователя и коммутатора, а выход — к управляющему входу автогенератора.

1233024

Составитель В. Немцев

Редактор В, Иванова ТехредЛ.Сердюкова Корректор Е. Сирохман

Заказ 2761/44 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытый

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г„ ужгород, ул, Проектная, 4