Устройство для измерения электропроводности жидкостей

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в океанологических исследованиях, в частности для изучения внутренних волн. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство содержит первичный преобразователь, выполненный из отрезков однопроводной линии передачи с разным замедлением. Посредством переключателя они подключаются поочередно к генератору сигналов и фазометрическому устройству регистрации. Опорный вход фазометрического устройства регистрации соединен с выходом генератора. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„152042 (51)4 С. 01 N 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4419847/31-25 (22) 05.05.88 (46) 07. 11.89. Бюл ° ¹ 41 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофизического института AH УССР (72) Б.С.Коган, В.И.Ведищев, В.Ç.Дыкман и С.А.Балакирев (53) 543.25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 805158, кл. G 01 N 27/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1265567, кл . G 01 N 27/02, 1985 . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в океанологических исследова- . ниях, в частности для изучения внутренних волн.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем уменьшения методической погрешности.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для измерения электропроводности морской воды с двумя отрезками однопроводной линии передачи (ОЛП); на фиг.2 — структурная схема фазометрического устройства регистрации с двухпозиционным переключателем.

Устройство для измерения электропроводности жидкостей содержит двухполюсный первичный преобразователь

1, генератор 2 синусоидального напряжения, фазометрическое устройство 3 регистраиии.

2 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в океанологических исследованиях, в частности для изучения внутренних волн. Цель изобретения — повышение точности измерений.

Устройство содержит первичный преобразователь, выполненный от отрез— ков однопроводной линии передачи с разным замедлением. Посредством переключателя они подключаются поочередно к генератору сигналов и фазометрическому устройству регистрации.

Опорный вход фазометрического устройства регистрации соединен с выходом генератора. 2 ил.

Двухполюсный первичный преобразователь 1 выполнен из отрезков 4 и

5 ОЛП, подключаемых к клеммам 6 двухполюсника через двухпозиционный пе реключатель 7. Отрезки 4 и 5 ОЛП имеют неравное замедление распространения волны за счет конструктивного исполнения проводника и изолирующего слоя или отклонений, вызванных техно- 4 логическими неоднородностями. В ка- К) честве ОЛП возможно использование сД изолированных проводников. Для повышения разрешающей способности выполняют ОЛП 4 и 5 в виде линии задержки. Для этого можно использовать выпускаемые промышленностью, например, спиральные кабели без внешнего проводника или проводники с ферритовым диэлектрическим покрытием.

Двухпозиционный переключатель 7 предназначен для раздельного подключения ОЛП 4 и 5 к клеммам 6 двухпо1520427 люсника. В качестве двухпоэиционного переключателя 7 могут быть исполь; зованы поляризованные реле или шаговые искатели (малогабаритные) .

ОЛП 4 и 5 первичного преобразова5 теля 1 подключены к неподвижным контактам переключателя 7, образуя V-образную петлю до заданной глубины измерения. Расстояние между ветвями этой петли должно быть как можно меньщим, но не менее глубины проникновения волны в среде, т.е. исключающее взаимное влияние между ветвями.

Например, для морской воды с проводимостью 5 м = 10 Сим/м при частоте

И = 2 « 10 рад/с глубина проникно7 вения 1 = 0,1 м.

Генератор 2 предназначен для формирования синусоидального сигнала.

Поскольку измеряемый параметр — коэффициент фазы — прямо пропорционален угловой частоте сигнала в ОЛП, целесообразно использовать ВЧ-генератор, хотя повышение точности измерений достигается в любом диапазоне частот. Верхний предел частоты генератора определяется полосой пропускания ОЛП. Выход генератора 2 согласован на волновое сопротивление первичного преобразователя 1.

Выход генератора 2 соединен с опорным входом фазометрического устройства 3 регистрации и через двухполюсный первичный преобразователь

1 — с измерительным входом фазометрического устройства 3 регистрации.

Фазометрическое устройство 3 регистрации выполняет функции измерения разности фаз сигналов на входе и выходе первичного преобразователя

1, преобразования выходного аналогового сигнала в код (если в измерителе разности фаз это не предусмотрено), управления двухпозиционным переключателем 7, запоминания кодов в режиме калибровки и измерения, вычисления результирующей электропроводности и ее регистрации.

Фазометрическое устройство 3 с подключаемым к нему двухпозиционным 50 переключателем может быть выполнено, например, по схеме, приведенной на фиг.2. Устройство 3 содержит измеритель 8 разности фаз, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, микро- 55

ЭВМ 10 и регистратор 11, Информационный вход измерителя 8 разности фаз соединен с входом АЦП 9, выход которого соединен с входом микроЭВМ 10.

Выход микроЭВМ 10 подключен к регистратору 11, à его управляющий выход— на управляющий вход двухпозиционно- . го переключателя 7, В качестве измерителя 8 разности фаз может быть использован стандартный измеритель. Для ограничения амплитуды сигнала, поступающего на опорный вход измерителя 8 от генератора 2, можно использовать аттенюа-: тор, входящий в комплект стандартного измерителя.

АЦП 9 преобразует аналоговый сигнал с выхода измерителя 8 в цифровой код и может быть выполнен, например, на микросхеме.

МикроЭВМ 10 выполняет функции запоминающего устройства, осуществляет операции вычитания, управления и вывода информации на регистратор 11.

МикроЭВМ 10 может быть реализована, например, на основе микропроцессорного набора, можно применить также любую управляющую микроЭВМ.

Регистратор 11 предназначен для регистрации измеряемой электропро- — . водности. Регистратор может быть выполнен, например, на газоразрядных матричных индикаторах. Кроме того, для документирования информации можно осуществлять ее вывод, например, на магнитный накопитель.

Двухполюсный первичный преобразователь 1 может быть выполнен с числом

ОЛП более двух, имеющих разную величину замедления. В этом случае пе-1 реключатель 7 имеет число позиций, равное числу ОЛП, Устройство работает следующим образом.

Генератор 2 сигналов (фиг.1) вы— рабатывает синусоидальное напряжение, которое поступает на опорный вход измерителя 8 разнщсти фаз (фиг.2) и на первый полюс первичного преобразователя 1. При этом двух- позиционный переключатель 7, управляемый с.микроЭВМ 10, подключает к полюсам первичного преобразователя

1 одну из ОЛП. Электропроводность жидкости, в которую помещен первичный преобразователь 1, воздействует на изменение фазы в первичном преобразователе 1. Измеритель 8 разности фаз осуществляет измерение разности фаз Р между полюсами преобразователя 1, обусловленной изменением ко5 15204 эффициента Р между фазами сигнала

Ц от генератора 2 и сигнала ц" с выхода первичного преобразователя 1: — (— (40

Сигналы с выхода измерителя 8 поступают в АЦП 9, где сдвиг по фазе преобразуется в код, затем в микроЭВМ 10 из АЦП 9 поступает сигнал готовности, и микроЭВМ осуществляет считывание кода АЦП 9. После окончания цикла преобразования с управляющего выхода микроЭВМ 10 поступает

15 сигнал управления на управляющий вход двухпозиционного переключателя 7,подключая другую ОЛП к измерительной схеме, и процесс измерения повторяется.

Значение электропроводносги определяется фазометрическим устройством 3 регистрации (микроЭВМ 10) по среднему значению сдвига фазы, измеренному для разных ОЛП.

Устройство работает в режиме калибровки и режиме измерения. В режиме калибровки первичный преобразователь 1 помещают в среду с электропроводностью, контролируемой образцовым измерителем электропроводности.

При этом осуществляют измерение разности фаз (1 „. на частоте Q сигнала генератора. Значения 4 преобразуются в код и запоминаются в преобразователе информации. 35

В режиме измерения первичный преобразователь помещают в исследуемую среду. При изменении электропроводности среды, в которую помещен пер. вичный преобразователь 1, в подключаемой ОЛП будет. изменяться фазовый сдвиг (ф„ сигнала той же частоты

Изменение электропроводности среды приведет к изменению фазового

27 сдвига сигнала, поступающего на измерительный вход устройства 3. Величина („измеряется измерителем 8, преобразуется в код и запоминается в микроЭВМ 10, где определяется разность (приращение) между g)„ и Ц „:

Приращение Ь (p несет информацию об изменении интегральной характеристики электропроводности среды, примыкающей к первичному преобразователю 1. Если интегральная характеристика электропроводности увеличивается, то А() О, если уменьшается, то

A(p (О. Результаты определения b V поступают в микроЭВМ 10 и затем в регистратор 11.

Формула изобретения

Устройство для измерения электропроводности жидкостей, содержащее генератор синусоидального напряжения, двухполюсный первичный преобразователь, фазометрическое устройство регистрации, опорный вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а сигнальный вход соединен с выходом генератора синусоидального напряжения через двухполюсный первичный преобразователь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем уменьшения методической погрешности, первичный преоб-. разователь выполнен в виде двух отрезков однопроводной линии передачи с разными замедлениями, подсоединенных к клеммам двухнолюсника через двухпозиционный переключатель.

1520427

Юл аенератора Г

Уйд. Г

Составитель В.Екаев

Редактор Н.Тупица Техред М.Ходанич Корректор Т.Палий

Заказ 6750/45 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101