Кондуктометр

 

Изобретение относится к устройствам для анализа жидких сред. Кондуктометр содержит датчик 1 и измерительный блок 2, включающий генератор 3 прямоугольных импульсов, преобразователь 4, интегрирующую цепь 6, источник 7 постоянного тока, операционный усилитель 8 и датчик 12 температуры . Введение компаратора 5, конденсатора 10 и ключа 11 повышает точность измерения электропроводности в широком диапазоне температур и электропроводности . 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1 А1 (51 ) 4 G 01 R 27/02

3 г

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4128495/24-21 (22) 24.07.86 (46) 23.01.88. Бюл. В 3 (71) Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика (72) Е.А. Сахаров (53) 621.317.332 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1037135, кл. С 01 N 27/02.

Авторское свидетельство СССР

11 - 1000875, кл. G 01 N 27/02. (54) КОНДУКТОМЕТР (57) Изобретение относится к устройствам для анализа жидких сред. Кондуктометр содержит датчик 1 и измерительный блок 2, включающий генератор 3 прямоугольных импульсов, преобразователь 4, интегрирующую цепь 6, источник 7 постоянного тока, операционный усилитель 8 и датчик 12 температуры. Введение компаратора 5, конденсатора 10 и ключа 11 повышает точность измерения электропроводности в широком диапазоне температур и элек1 13688

Изобретение относится к устройствам для анализа жидких сред кондуктометрическим методом и может быть использовано для контроля технологи5 ческих параметров в металлургической, электрохимической, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение точности измерения электропроводности в широком диапазоне температур и электропроводности.

На чертеже показана функциональная схема кондуктометра.

Кондуктометр содержит датчик 1 15 и измерительный блок 2, который cos.з"ржит генератор 3 прямоугольных имульсов, преобразователь 4, компараор 5, интегрирующую цепь 6, источ«ик 7 постоянного тока, операционный усилитель 8, резистор 9, конденсатор

10, ключ 11, датчик 12 температуры.

Причем датчик 1 может быть выполнен в виде двух обмоток индуктивно связанных через исследуемый раствор, 25 выход генератора 3 через одну иэ обмоток соединен с общей шиной устройства, а вход преобразователя 4 через вторую обмотку также соединен с общей шиной, а его выход — с одним из входов компаратора 5, выход которого через интегрирующую цепь 6 соединен с выходом кондуктометра, выход источника 7 постоянного гока через датчик 12 температуры соединен с неинвертирующим

35 входом операционного усилителя 8, неинвертирующий вход которого через резистор 9 соединен с выходом источника 7 постоянного тока, а через конденсатор 10 — со своим выходом и вто- 40 рым входом компаратора 5, параллельно конденсатору 10 соединен ключ 11, управляющий вход которого соединен с выходом генератора 3 ° Датчик 12 температуры содержит последовательно соединенные резистор 13 и полупроводниковый диод 14, общая точка которых есть выход датчика 12 температуры.

Кондуктометр работает следующим образом.

Датчик 1 помещают в контролируемый раствор. При включении кондуктометра импульсы генератора 3 прямоугольных импульсов поступают на питающую обмотку датчика 1. В момент формирования заднего фронта импульсов в обмотке за счет самоиндукции возникают остроконечные высоковольтные импульсы.

v = к(е — t,) где К вЂ” коэффициент наклона линейно нарастающего напряжения.

В момент сравнения напряжения операционного усилителя 8 и напряжения преобразователя 4 V> на выходе компаратора 5 формируется импульс, длительность которого равна

"Мт

t о (; (2) Выходное напряжение операционного усилителя от момента времени до момента t описывается выражением

Цо = -- Бп, Цп (1-R С) (3)

1 где U„,,— напряжение источника постоянного напряжения;

U „ — напряжение датчика температуры.

Таким образом, кондуктометр выполняет компенсацию температуры в соответствии

11 2

С сигнальной обмотки датчика 1 снимаются импульсы, амплитуда которых пропорциональна электропроводности контролируемой среды, далее импульсы выпрямляются преобразователем 4 и в виде постоянного напряжения поступают на первый вход компаратора 5.

На второй вход последнего поступает пилообразное напряжение, период следования которого постоянен и определяется частотой генератора 3 прямоугольных импульсов, а коэффициент наклона пилообразного напряжения линейно зависит от напряжения на р-ипереходе диода 14 ° Напряжение р — пперехода линейно зависит от его температуры. Таким образом, коэффициент наклона пилообразного напряжения линейно зависит от температуры контролируемой среды. На выходе компаратора 5 формируются импульсы, амплитуда которых равна напряжению насыщения компаратора 5, а длительность пропорциональна частному от деления амплитуды выходного напряжения преобразователя 4 на коэффициент наклона пилообразного напряжения. Принцип деления следующий. Начиная с момента t до момента Т„ насыщения операционного усилителя 8, выходное напряжение последнего описывается линейным уравнением

13688! !

U (4)

ыл U U (!RС) Сравнение формул (3 и тверждает, что концу .томе с ic: е— чивает компенсацию температурной сос5 тавляющей электропроводности контролируемой среды, что повышает точность измерения электропроводности в широком диапазоне температур и концентраций. и, учитывая, что

U» = АТ, где Т вЂ” температура контролируемой среды;

А — коэффициент пропорциональности преобразует формулу (4) Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

В УАЕ. ьых 1+oLT (5) б, - б,, (1 + са (т — т,)) (e) где 6, — электропроводность среды при заданной температуре То.

Для отстройки от влияния температуры на показания кондуктометра последний должен производить обработку сигнала электропроводности по закону

11 ?

UG (7)

35 !

+о (Т- T, ) Составитель Н. гринов

Редактор. И. Шулла Техред А.Кравчук Корректор М. Д=мчпк

Заказ 287/47 Тираж 772 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. 11р ь ктпая, 4 где  — постоянный коэффициент, рав—

К С ный

ПВх1

20 ф — температурный коэффициент, (RgC-1)A равный (!в» i

Электропроводность жидких сред подподчиняется следующему закону 25

Кондуктометр, содержащий датчик, соединенный с генератором и преобразователем соответственно, а также источник постоянного тока, датчик температуры, операционный усилитель, резистор, интегрирующую цепь, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он содержит компаратор, конденсатор, ключ, причем выход преобразователя через один из входов компаратора соединен с входом интегрирующей цепи, выход источника питания постоянного тока через датчик температуры соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, а чер з резистор с инвертирующим входом, который чс— рез конденсатор соединен с iüькодом операционного усилителя и B1орым Входом компаратора, параллельно конденсатору соединен ключ, управ яющий вход которого соединен с выходом генератора.