Кондуктометр

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (1!) (50 4 С 01 N 27 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,1:

fl rz

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3526218/18-25 (22) 22. 12. 82 (46) 23. 02. 87. Бюл. Ф 7 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро АСУТП легкой промышленности (72) Л.А.Басин, Л.Б.Иатюшинская, К.А.Никитин, А.И.Серебренников и Я.М.Яковлев (53) 537.3 11 (088.8) (56) 1. Беляев А.А,Электрические солемеры для контроля качества пара и котловой воды. — И.-Л.: Недра, 1961, с. 29 и 30.

2. Авторское свидетельство СССР

У 913202, кл. G 01 N 27/02, 1982. (54)(57) КОНДУКТОИЕТР, содержащий кювету, расположенную между питающим и измерительным трансформаторами, генератор и измерительный при-. бор, причем обмотка питающего трансформатора с параллельно подключенным к ней конденсатором соединена с генератором, а обмотка измерительного. трансформатора соединена с измерительным прибором, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью-повышения точности измерения, в него дополнительно введены диодный коммутатор, дополнительная обмотка питающего трансформатора, два пиковых детектора, причем обмотка питающего трансформатора с конденсатором соединена с генератором через диодный коммутатор, дополнительная обмотка питающего трансформатора через пико" вый детектор введена в цепь обратной связи генератора, а обмотка измерительного трансформатора соединена с измерительным прибором через второй пиковый детектор.

1291858

Изобретение относится к физикохимическим исследованиям и может быть использовано для измерения концентрации электропроводньгх растворов и газов по величине электропроводности в легкой, пищевой и других отраслях промышленности, Известен кондуктометр, содержащий кювету с исследуемой жидкостью, два сердечника с обмотками, причем одна обмотка соединена с источником питания, а другая — с измерительным прибором (1) .

Недостатком этого кондуктометра является невысокая точность измерения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности является кондуктометр, соержащий кювету, расположенную между питающим и измерительным трансформаторами, генератор и измерительный прибор, причем обмотка питающего трасформатора с параллельно подключенным к ней конденсатором соединена с генератором, а обмотка измерительного трансформатора соединена с измерительным прибором j2j .

Недостатком известного кондуктометра является то, что высокая точность измерения достигается в нем только при условии строгого соблюдения резонанса частот генератора и контура, образованного обмоткой питающего трансформатора и конденсато— ра. Даже при небольших отклонениях от резонанса чувствительность устройства резко падает, в результате чего неконтролируемо возрастает ошибка измерения. Необходимость выполнения условия резонанса накладывает очень:жесткие требования к стабильности параметров генератора и питающего трансформатора, в результате чего резко усложняется их схема, а следовательно, снижается надежность и дорожает устройство. Кроме того, даже при использовании высокостабильного генератора (как по амплитуде, так и по частоте) практически невозможно в данных условиях обеспечить без перестройки контура постоянное сохранение условий резонанса.

Используемый в известном устройстве контур имеет неравную нулю активную переменную нагрузку, поскольку электропроводность измеряемых жидкостей меняется в определенном диапазоне. Однако известно, что для реального контура частоты собственных колебаний описываются выражением

W =- WÐ вЂ” а о

1 где W о,ю

-(ьс индуктивность, С вЂ” емкость, а — логарифмический коэффициент затухания, зависящий от

f5 вел чины активной нагрузки контура.

Таким образом, при изменении .электропроводности контролируемой жидкости, частота собственных колебаний контура меняется, что приводит даже при стабильной частоте генератора к нарушению условий резонанса.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

25 Поставленная цель достигается тем, что в кондуктометр, содержащий кюве гу, расположенную между питающим и измерительным трансформаторами, генератор и измерительный прибор, при Ъ

30 чем обмотка питающего трансформатора с параллельно подключеннымк ней конденсатором соединена с генератором, а обмотка измерительного трансформатора соединена с измерительным прибором, дополнительно введены диодный коммутатор, дополнительная обмотка питающего трансформатора, два пиковых детектора, причем обмотка питающего трансформатора с конденсатором соедищ0 нена с генератором через диодный коммутатор, дополнительная обмотка питающего трансформатора через первый пиковый детектор введена в цепь обратной связи генератора, а обмотка измерительного трансформатора соединена с измерительным прибором через второй пиковый детектор.

На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема кондуктора; на фиг.2 — осциллограмма процесса затухания амплитуды собственных колебаний, возникающих в результате ударного возбуждения контура.

Кондуктометр содержит питающий 1 и измерительный 2 трансформаторы, связанные жидкостным витком, образованным исследуемым раствором в кольцеобразной кювете 3, генератор 4 импульсов и измерительный прибор 5.

3 1291

Параллельно обмотке 6 питающего трансформатора 1 подключен конденсатор 7, Выход генератора 4 соединен через диодный коммутатор 8 с обмоткой 6 питающего трансформатора 1, который снабжен дополнительной обмоткой 9, которая через первый пиковый детектор 10, включена в цепь обратной связи генератора 4, Обмотка 11 измерительного транс- 10 форматора 2 через второй пиковый детектор 12 соединена с измерительным прибором 5. Пиковые детекторы подключены так, что они детектируют импульсы, полярность которых противоположна полярности возбуждающих импульсов.

Кондуктометр работает следующим образом.

Прямоугольные импульсы с заданной 20 скважностью, вырабатываемые генератором 4, подаются через диодный коммутатор 8 в обмотку 6 питающего трансформатора 1. Под действием этих импульсов в колебательном контуре, образованном обмоткой 6 питающего трансформатора 1 и конденсатором 7, возбуждаются затухающие колебания на собственной частоте контура. Начальная амплитуда этих колебаний оп-. 30 ределяется параметрами контура и возбуждающего импульса (фиг.2). Аналогичные колебания возникают и в до:полнительной обмотке 9. Поскольку второй пиковый детектор 12 включен 35 так, что он детектирует импульсы, полярность которых противоположна полярности возбуждающего импульса, то напряжение Hà его выходе всегда равно максимальной амплитуде напря- 40 жения, возникающего на концах дополнительной обмотки 9 питающего трансформатора 1. Так как напряжение на выходе первого пикового детектора 10 всегда равно амплитуде 45 первого полупериода свободных колебаний контура, то при включении его

858 4 в цепь обратной связи генератора 4 начальная амплитуда свободных колебаний всегда постоянна.

Таким образом, в кондуктометре автоматически реализуются оба требования достижения максимальной чувствительности трансформаторного метода измерения электропроводности жидкости: резонансные условия, т.е. кон" тур всегда возбуждается на собственной резонансной частоте и начальная амплитуда колебаний всегда постоянна, а следовательно, и постоянна электродвижущая сила, возникающая в контуре.

Под действием затухающих колебаний в жидкостном витке индуцируется ток, величина которого пропорциональна электропроводности жидкости. Под действием этого тока в обмотке измерительного трансформатора 2 возникает напряжение, которое детектируется вторым пиковым детектором 12, а поскольку он детектирует только импульсы, полярность которых противоположна полярности импульсов возбуждающего импульса, напряжение U на его выходе всегда пропорционально начальной амплитуде U затухающих колебаний в обмотке питающего трансформатора 1 и электропроводности жидкого витка. Поскольку величина Uy постоянна, сигнал на выходе пикового детектора прбпорционален только электропроводности жидкости и не зависит в широком диапазоне от стабильности параметров возбуждающего импульса и питающего трансформатора.

Благодаря тому, что в устройстве " автоматически выполняются резонансные условия, чувствительность устройства максимальна во всем диапазоне измеряемых электропроводностей.

Точность измерения в предлагаемом устройстве в 3-4 раза выше, чем в известном кондуктометре.

1291858

Составитель Л,Свешникова

Техред Л.Олейник Корректор С.Шекмар

Редактор И.Дербак

Заказ 225/42

Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4