Бесконтактный преобразователь электропроводности

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в гальваническом производстве , в химической промьшленности для контроля концентрации электролита, а также может быть использовано при проведении исследований в области океанографии, электрохимии и . Целью изобретения является повьппение точности измерений. Преобразователь, содержаа(ий источник переменного напряжения , питакнций трансформатор с обмоткой возбуждения, измерительный трансформатор с обмоткой, измерительный прибор, петлю из токопроводящего материала, схему сравнения, интегратор , дополнительно содержит сумматор , дополнительную обмотку, схему обработки, источник тока, управляемый напряжением, причем петля подключена к первому входу схемы сравнения, второй вход схемы сравнения соединен с выходом сумматора, входы сумматора соединены с выходом схемы сравнения и с выходом источника переменного напряжения, дополнительная обмотка намотана на сердечнике измерительного трансформатора и подклйчена к выходу источника тока управляемого напряжения, вход которого соединен с выходом интегратора, а вход интегратора соединен с выходом источника переменного напряжения, первый вход схемы обработки соединен с выходом источника переменного напряжения , а на второй вход подключена измерительная обмотка, выход схемы обработки соединен с измерительным прибором. Результат измерения не зависит от магнитных характеристик сердечников трансформаторов, от активных сопротивлений обмоток и от других параметров датчика, что позволяет обеспечить более высокую точность измерения. 2 ил. с сл О5 со 4 СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 (Я1 4 G 01 N 27/02 фс . Дfг

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3823585/31-25 . (22) 10 ° 12.84 (46) 15,06.87.Бюл. ¹ 22 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Е.Л.Леонидов, В.Г.Гусев, К.М.Валитов и О.В.Луговой (53) 543.257 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 1056022, кл. G 01 N 27/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹- 875270, кл. G 01 N 27/02, 1981.

- (54) BECKOHTAKTHbIA ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЗЛЕ КТРОПРО ВОДНО СТИ

° (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в гальваническом производстве, в химической промыпленности для контроля концентрации электролита, а также может быть использовано при проведении исследований в области океанографии, электрохимии и таад.

Целью изобретения является повышение

:точности измерений. Преобразователь, содержащий источник переменного напряжения, питающий трансформатор с обмоткой возбуждения, измерительный трансформатор с обмоткой, измерительный прибор, петлю из токопроводящего материала, схему сравнения, интегратор, дополнительно содержит сумматор, дополнительную обмотку, схему обработки, источник тока, управляемый напряжением, причем петля подключена к первому входу схемы сравнения, второй вход схемы сравнения соединен с выходом сумматора, входы сумматора соединены с выходом схемы сравнения и с выходом источника переменного напряжения, дополнительная обмотка намотана на сердечнике измерительного трансформатора и подключена к выходу источника тока управляемого напряжения, вход которого соединен с выходом интегратора, а 2

Ж вход интегратора соединен с выходом источника переменного напряжения, первый вход схемы обработки соединен с выходом источника переменного напряжения, а на второй вход подключена измерительная обмотка, выход схемы обработки соединен с измерительным фиеста прибором. Результат измерения не зависит от магнитных характеристик сер- ® дечников трансформаторов, от активных сопротивлений обмоток и от других параметров датчика, что позволя- р ет обеспечить более высокую точность измерения. 2 ил, 1317349

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерений электрофизических параметров жидкостей, и может быть использовано в системах контроля и регулирования гальваническим производством, в химической промышленности, в океанологии, а также в других областях промышленности, где требуется вести контроль за электропроводноотью жидких сред.

Цель изобретения — повышение точности измерения электропроводности электролитов.

На фиг.l изображена схема бесконтактного преобразователя электропроводности; на фиг.2 — временные диаграммы его работы, Бесконтактный преобразователь электропроводности содержит трансформаторный датчик 1, генератор 2 треугольного напряжения, сумматор З,схему 4 сравнения, интегратор 5, источник 6 тока, управляемый напряжением, схему 7 обработки и измерительный прибор 8, Датчик 1 содержит два тороидаль- ных магнитных сердечника 9 и 10 (питающий и измерительный трансформаторы) с питающей 11, измерительной 12 и дополнительной 13 обмотками, а также петлю 14 из токопроводящего материала, охватывающую оба сердечника. Исследуемая жидкость образует ви—

35 ток 15 электролита, также охватывающий оба магнитных сердечника.

Бесконтактный преобразователь электропроводности работает следующим образом.

Напряжение треугольной формы с выхода генератора 2 (фиг. 2а) складывается в сумматоре 3 с сигналом обратной связи, поступающим с выхода схемы 4 сравнения, и подается на питающую обмотку ll, Ток в питающей обмотке ll создает магнитный поток в сердечнике 9, который, в свою очередь, индуцирует равные ЭДС в витке 15 электролита и петле 14, Очевидно,что в витке 15 электролита и петле 14 наводятся также ЭДС, создаваемые переменным магнитным полем в сердечнике 10 и внешними электромагнитными полями. Суммарная ЭДС в петле 14 сравнивается с напряжением на выходе сумматора 3 и на схеме 4 сравнения.

На выходе схемы 4 сравнения формируется сигнал обратной связи, равный пазности напряжений на выходе сумматора 3 и на концах петли 14. Сигнал обратной связи складывается с напряжением генератора и компенсирует отклонение мгновенного значения ЭДС в витке 15 электролита от значения напряжения на выходе генератора 2. Коэффициенты передачи схемы 4 сравнения и сумматора 3 должны быть точно равны единице, так как только в этом случае ЭДС в жидкости полностью совпадает с напряжением генератора. Все элементы цепи обратной связи безынерционны, что обеспечивает эффективную работу преобразователя в широком диапазоне частот (до 10 Гц). В результате работы питающей части преобразователя в витке 15 электролита появляется ток треугольной формы. Амплитуда и скорость нарастания (первая производная) тока в жидкости однозначно onределяются удельной электрической проводимостью..

В то же время выходной сигнал генератора 2, преобразованный (проинтегрированный) интегратором 5, подается на вход источника 6 тока, управляемого напряжением. Источник

6 тока нагружен на дополнительную обмотку. Форма тока в дополнительной обмотке соответствует выходному напряжению интегратора 5 и имеет вид, показанный на фиг.2б, Поток вектора магнитной индукции в измерительном сердечнике 10 создается токами в витке 15 электролита и в дополнительной обмотке 13, В петле 14 и в измерительной обмотке 12 ток практически не протекает, так как они нагружены ча большие входные сопротивления схемы 4 сравнения и схемы 7 обработки, что обеспечивает режим холостого хода для этих обмоток.

Суммарный магнитный поток в сердечнике 10 индуцирует в измерительной обмотке 12 ЭДС, форма которой показана на фиг,2в. Интервал времени между моментами перехода через ноль напряжения генератора 2 и напряжения на измерительной обмотке 12 пропорционален удельной электропроводности.

Если коэффициенты передачи интегратора 5 и источника 6 тока постоянны и строго заданы, то укаэанный интервал времени t> однозначно определяется электропроводностью и не зависит от магнитных характеристик сердечников, активных сопротивлений обмоток и каких-либо других параметров датчика. В случае, если значение электропроводимости равно нулю, то напряжение измерительной обмотки становится чисто треугольной формы и указанный интервал времени становится равен нуСигналы с измерительной обмотки

12 и генератора 2 подаются на схему

7 обработки, которая выделяет интервал времени, характеризующий электропроводность, и преобразует его в напряжение, постоянная составляющая которого пропорциональна электропроводности. Схема обработки, выполняющая указанную функцию преобразования, может быть легко реализована различными способами с использованием известных технических решений (например, может быть использована схема фазометра) .

Выходной сигнал схемы обработки поступает на измерительный прибор.

Результат измерения не зависит от магнитных характеристик сердечников трансформаторов, от активных сопротивлений и от других параметров датчика, что позволяет получить более высокую точность измерения.

7349 4

Формула изобретения

Бесконтактный преобразователь электропроводности,. содержащий питающий трансформатор с обмоткой, измерительный трансформатор с обмоткой,петлю иэ токопроводящего материала, охватывающую сердечники обоих трансформаторов, источник переменного напряжения, интегратор, схему сравнения, 10 измерительный прибор, причем один вход схемы сравнения соединен с указанной петлей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, он дополнительно содержит сумматор, источник тока,управляемый напряжением, схему обработки, дополнительную обмотку, намотанную на сердечнике измерительного трансформатора, причем источник пе20 ременного напряжения, вьптолненный в виде генератора напряжения треугольной формы, интегратор, источник тока, управляемый напряжением и дополнительная обмотка соединены последовательно, один вход сумматора и первый вход схемы обработки подключены к выходу источника переменного напряжения, другой вход сумматора соединен с выходом схемы сравнения, а второй вход схемы обработки подключен к измерительной обмотке, второй вход схемы сравнения соединен с выходом сумматора, выход схемы обработки соеди" нен со входом измерительного прибора, 35 обмотка питающего трансформатора подключена к выходу сумматора,,1317349

Составитель В.Немцев

Техред А. Кравчук Корректор N,Ïàðoøè

Редактор А.Ревин

Заказ 2416/39 Тираж 776 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