Измерительный преобразователь электрической проводимости жидкостей

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1 68814 А 1 (5и 4 0 0 R 27 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3686914/24-25 (2?) 04.01.84 (46) 23.01 88. Бюл. № 3 (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро Морского гидрофиэического института AH УССР (72) Н.Д.Калинин, A.Ô.Ìèðîí÷óê и В.А.Петрон (53) 543.25 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 777564, кл. Г 01 N 27/02, 1980.

Авторское снидетельство СССР № 974236, кл. G 0 1 N 27/02, 1982. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИ !ЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ ЖИДКОСТЕЙ, содержащий первичный преобразователь, промежуточныи преобразователь, устройство компенсации квалратурной помехи и генератор синусоидального напряжения, подключенный к устройству компенсации квадратурной помехи и к входу первичного преобразователя, содержащего жидкостной ниток связи, входной трансформатор напряжения и выходной трансформатор тока с обмоткой компенсации и выходной обмоткой, подключенной к входу установленного в промежуточном преобразователе входного согласующего устройства, последовательно соединенного с синхронным детектором и полосовым фильтром, выход которого является выходом измерительного преобразователя, причем вход опорного сигнала синхронного детектора через фазонращатель соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и помехозащищенности измерительного преобразователя, в промежуточный преобразователь внедены модулятор и интегра тор, подключенный к выходу синхрон ного детектора, причем первый вход модулятора соединен с входом опорного сигнала синхронного детектора, второй — с выходом интегратора, который одновременно является вторым выходом измерительного преобразователя, а выход модулятора подключен к обмот- д ке компенсации, входное согласующее устройство выполнено дифференциальным, причем его второй вход соединен с выходом устройства компенсации кнад- ( ратурной помехи, содержащего установленный на входе устройства компенсации фаэовращатель и последовательно соединенные синхронный детектор и интегратор, соединенный с первым нходом модулятора, вход опорного сигнала синхронного детектора устройства ком. пенсацйи и второи вход мопулятора этого устройства соединены с выходом фазовращателя этого же уст4й ройства, а вход рабочего сигнала синхронного детектора устройства компенсации соединен с ныхолом согласующего устройства.

13688

Изобретение относится к технике

1 измерений лектрофизических параметров жидкостей и может быть использовано в океанографии для исЬ следований мелкомасштабной турбулентности и динамики океана в составе зондирующих комплексов в качестве измерительного преобразователя средних и переменных значений удельной элект- 1ð рической проводимости (УЭП).

Пель изобретения — повьппение чувствительности и помехозащищенности измерительного преобразователя.

На чертеже изображена сТруктурная схема измерительного преобразователя электрической проводимости жидкостей.

Предлагаемый преобразователь содержит первичный преобразователь 1 (ПП), промежуточный преобразователь 2р

2, устройство 3 компенсации квадратурной помехи (УККП) и генератор 4 гинусоидального напряжения, подключенный к входу УККП 3 и входу ПП 1.

Последний с жидкостным витком 5 свя- 25 зи содержит входной трансформатор 6 напряжения и выходной трансформатор 7 тока с выходной обмоткой 8, подключенной к входу промежуточного преобразователя 2, и обмоткой 9 компенса- Зр ции. ПП 1 и промежуточный преобразователь 2 охвачены общей отрицательной частотно-селективной связью через обмотку 9 компенсации трансформатора 7 тока. Промежуточный преобразователь 2 содержит входное согласующее устройство 10, последовательно соединенное с синхронным детектором 11 и полосовым фильтром 12, модулятор 13, интегратор 14 и фазовращатель 15. Вы- 4р ходами измерительного преобразователя являются по переменным значениям

УЭП вЂ” выход полосового фильтра 12, а по средним значениям — выход интегратора 14. Входное согласующее устрой- 45 ство 10 выполнено дифференциальным.

Первый вход его подключен к выходной обмотке 8 трансформатора 7 тока, второй — к выходу УККП 3. Вход опорного сигнала синхронного детектора 11 через фазовращатель 15 подсоединен к выходу генератора 4 синусоидального напряжения. К выходу синхронного детектора 11 подключен интегратор 14.

Первый вход модулятора 13 соединен с входом опорного сигнала синхронного

| детектора 11, второй — с выходом интегратора, а выход подключен к обмотке 9 компенсации.

14 2

УККП 3 содержит последовательно соединенные синхронный детектор 16 и интегратор 17, который соединен с первым входом модулятора 18, а также установленный на входе УККП 3 фазовращатель 19. Вход фазовращателя 19 соединен с выходом генератора 4 синусоидального напряжения. Второй вход модулятора 18 и вход опорного сигнала синхронного детектора 16 соединены с выходом фазовращателя 19. Вход рабочего сигнала синхронного детектора

16 соединен с выходом согласующего устройства 10. Выходом УККП 3 является выход модулятора 18.

Измерительный преобразователь электрической проводимости жидкостей работает следующим образом.

Входной трансформатор 6 напряжения, питаемый от генератора 4 синусоидального напряжения, индуцирует

ЭДС квадратурной помехи на выходной обмотке 8 трансформатора 7 тока. Зна. чение ЭДС зависит от степени экранирования трансформаторов друг от друга, их взаимного расположения, значения магнитной проницаемости сердечников, длины соединительных проводов и других факторов. ЭДС квадратурной помехи усиливается входным согласующим устройством 10 и подается на входы синхронных детекторов 11 и 16, которые путем регулирования фазовращателей 15 и 19 настроены таким образом, что синхронный детектор

16 детектирует напряжение квадратурной помехи, а синхронный детектор 11напряжение, пропорциональное УЭП. По" скольку жидкостной виток отсутствует, значение напряжения на выходе интегратора 14 близко нулю. Значение напряжения на выходе интегратора 17 пропорционально амплитуде квадратурной помехи. Это напряжение управляет работой модулятора 18, сигнал которого поступает на второй вход входного согласующего устройства 10 и вычитается из сигнала выходной обмотки 8 трансформатора 7 тока. Напряжение на выходе входного согласующего устройства 10 становится равным нулю, т.е. наступает компенсация квадратурной помехи.

При погружении первичного преобразователя 1 в исследуемую жидкость в витке 5 связи протекает ток, пропорциональный мгновенному значению УЭП.

На вход согласующего устройства 10

1368814

Составитель Ю.Коршунов

Техред И.Попович

Редактор И.Шулла

Корректор Г.Шекмар

Заказ 288/48

Тираж 772

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 поступает сигнал, пропорциональный разности ампервитков обмотки 9 и то ка в жидкостном витке 5, Разностный сигнал преобразуется в напряжение и усиливается входным

5 согласующим устройством 10. Продетектированный синхронными детекторами

11 и 16 сигнал поступает на входы интеграторов 14 и 17 соответственно.

После достижения на выходе интегратора 14 напряжения, необходимого для создания в обмотке 9 компенсации тока, компенсирующего создаваемый током жидкостного витка магнитный 15 поток, напряжение на входе интегратора 14 становится равным нулю и он хранит на выходе напряжение, пропорциональное среднему значению УЭП.

Огибающая сигнала на выходе синхрон" ного детектора 11 выделяется полосовым фильтром 12, на выходе которого напряжение пропорционально переменным значениям УЭП. При отсутствии квадратурной помехи напряжение на выходе интегратора 17 равно нулю. В этом случае напряжение на выходе модулятора 18 тоже равно нулю, а напряжение компенсации квадратурной помехи на входное согласующее устрой- gp ство 10 не поступает. При появлении квадратурной помехи на выходной обмотке 8 трансформатора 7 тока фаза напряжения на выходе входного согласующего устройства 10 изменяется относительно сигналов управления синхронными детекторами 11 и 16. Это приводит к тому, что напряжение на выходе интегратора 17 становится отличным от нуля, а па выходе модулятора 18 появляется напряжение, компенсирующее квадратурную помеху. Таким образом, на выходе согласующего устройства напряжение квадратурной помехи постоянно поддерживается близким к нулю. В результате на выходе измерительного преобразователя электрической проводимости жидкостей формируется сигнал, пропорциональный только мгновенным значениям УЭП, что повышает чувствительность устройства.

В случае изменения уровня квадратурной помехи, вызванного изменением среднего значения УЭП, на выходе входного согласующего устройства 10 появляется напряжение, пропорциональное разности нового значения квадра» турной помехи и напряжения компенсации. Эта разность усиливается, детектируется, интегрируется УККП 3, в результате пропорционально изменяется напряжение компенсации на выходе входного согласующего устройства 10.

Процесс непрерывной компенсации реализуется в широком амплитудном и частотном диапазонах изменений уровня квадратурной помехи, в результате повышается помехозащищенность измерительного преобразователя УЭП.