Автогенераторный преобразователь электропроводности жидкости

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования электрической проводимости жидких сред в период электрических колебаний. Целью изобретения является повышение чувствительности путем введения трансформатора накачки. Преобразователь содержит усилитель 1, трансформаторный многополюсник 2 с обмотками 3,4, пороговый элемент 6, времязадающий резистор 7, стабилизатор двухполярного напряжения 8, усилитель 9, трансформатор накачки 10 с обмоткой накачки 11. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1594446 (51) С 01 R 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4229704/24-21 (22) 26.01.87 (46) 23.09.90. Бюл. 1Ф 35 (71) Куйбышевский политехнический .институт им.В.В.Куйбышева и Институт океанологии им.П.П.Ширшова (72) M.Ã.póáöoí, В.Я.Купер, Б.Ф.Кельбалиханов, Е.И.Татаренко и В.Д.Смирнов (53) 621. 317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 943687, кл, G 05 F 3/06, 1972. (54) АВТОГЕНЕРАТОРНЦЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ .ЖИДКОСТИ

2 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования электрической проводимости жидких сред в период электрических колебаний. Пелью изобретения является повышение чувствительности путем введения трансформатора накачки. Преобразователь содержит усилитель 1, трансформаторный многополюсник 2 с обмотками 3-5, пороговый элемент 6, времязадаюший резистор 7, стабилизатор двухполярного напряжения 8, усилитель 9, трансфор матор накачки 10 с обмоткой накачки

11. 2 йл. 594446

+E2) ь э где E„E — ЭДС, индуцированные в

"витке" трансформатор— ным многополюсником и трансформатором накачки соответственно;

Изобретение :»тносится K измерительной технике и может быть использовано для преобразования электрической проводимости низких сред в период электрических колебаний.

Целью изобретения является повышение чувствительности °

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2аи б диаграммы токов в обмотке возбуждения.

Устройство содержит усилитель t трансформаторный многополюсник 2 с обмотками 3-5, пороговый элемент 6, времязадающий резистор 7, стабилизатор 8 двухполярного напряжения, усилитель 9, трансформатор 10 накачки с обмоткой 11 накачки.

В качестве цепи связи между трансформатором 10 накачки и трансформа- 20

Торным многополюсником 2 используетая короткозамкнутая выходная обмотка последнего, представляющая собой распределенный "виток" исследуемой я ид кос ти, 25

Преобразователь работает следуюс п им образом.

В начальный момент времени пороговый элемент 6 находится в одном из .»двух возможных состояний, например, »ip»» положительном напряжении насыщения íà его выходе, соответственно

На выходе стабилизатора 8 двухполяр1 ного напряжения, имеем стабилизированное положительное напряжение, Которое подается на неинвертирующий вход порогового элемента 6, на вход усилителя 9 и через обмотку 3 на вход усилителя 1. Выходное напряжение усилителя 1 создает ток в измерительной обмотке 4 трансформаторного многополюсника 2. Этот ток индуцирует ЭДС Е, .в индуктивно связанном 11витке"

5 жидкости. Аналогично напряжение на выходе усилителя 9 создает ток в обмотке 11 накачки трансформатора

10 накачки, который в свою очередь индуцирует ЭДС Е в "витке" 5 жидКости. Индукционный ток I в 1витке" жидкости пропорционален сумме ЭДС Е, и Е., 50

&8 — проводимость витка жидкости, Ri

2й?

2д t

dI

Т0 где T — период электрических колебаний .при отсутствии потерь;

Д t — полупериод; где R — сопротивление витка" жидкости.

ЭДС Е1 и Е имеют одинаковую форму и синфазны, причем выбором числа витков обмоток 4 и 11 и коэффициента усиления усилителя 9 можно обеспечить Е >v E . .Ток в "витке" жидкости 1 индуцирует ЭДС в обмотке 4, что эквивалентно внесению потерь в эту обмотку.

При постоянстве напряжения на выходе стабилизатора 8 отрицательная обратная связь. через обмотку 3 обеспечивает постоянство напряжения на обмотке 3 и, следовательно, линей- ное изменение тока в обмотке 4. Соответственно линейно изменяется (на- . растает) падение напряжения на времязадающем резисторе 7. В момент ра.— венства этого напряжения стабилизированному напряжению на неинвертирующем входе порогового элемента 6 происходит переброс порогового элемента 6 и стабилизатора 8 в проти-воположное состояние с отрицательными выходными напряжениями. Соответственно изменяется знак напряжения на выходах усилителя 1 и 9. В момент переброса на резисторе 7 имеет . место скачок напряжения, пропорциональный потерям, вносимым в обмотку

4, а следовательно пропорциональный проводимости витка жидкости, затем напряжение на резисторе 7 изменяется линейно (убывает). В момент равенства напряжений на входах порогового элемента вновь происходит переброс порогового элемента и стабилизатора

8 напряжения, Далее процесс повторяется. Таким образом устройство представляет собой автогенератор, период колебаний которого линейно зависит от проводимости "витка" жидкости. При отсутствпи потерь (фиг.2а) период колебаний определяется соотношением

Если

5 1594446

b I — размах колебаний тока в обмотке 4;

dI — скорость изменения тока в

dt обмотке 4.

Поскольку. — проводимость витка жидкости коэффициент трансформации — отношение количества витков обмоток 5 и 4.

2Ucr д? = — ——

К.

114 а йС I

4 11стЕу т,= — — - — —, Р О, DT Ц

Т дТ/2 гдедТ вЂ” изменение периода колебаний, обусловленное потерями;

Т вЂ” период устройства при отсуто ствии потерь;

di — скачок тока в обмотке 4.

21.1ст .

dI = — — —

di Rq

U ст

Поскольку имеем — — —— т, Скачок тока с3> в обмотке 4 пропорционален току в "витке" жидкости

dr = вп и,+ =E в вп к,а

11 tt где и Š— ток и ЭДС в витке а жидкости соответстенно; где U — абсолютная величина напряст жения стабилизации стабилизатора двухполярного напряжения;

Ь вЂ” HHp THBHOCTb O6MOTKH 4;

Р— сопротивление резистора 7;

Б — постоянное напряжение, приложенное к обмотке 4.

На фиг.26 изображена диаграмма тока в обмотке 4 при наличии потерь.

Скачок тока di обусловлен потерями, вносимыми в обмотку 4 °

Изменение периода, обусловленное этим скачком, может быть вычислено из соотношения

К

Е =Е +Е =Е (1+- — — —,)

6 и

11, где К вЂ” коэффициент усиления усилителя 9; п — отношение числа витков об11,4 моток 11 и 4, 10

15 тогда

Т = Т -4(1+

К !

1,Ф в в

Формула изобретения

Автогенераторный преобразователь электропроводности жидкости, содержащий трансформаторный многополюсник с обмотками возбуждения и обратной .25 связи, усилитель, вход которого соединен с первым выводом обмотки обратной связи, а выход — с первым выводом обмотки возбуждения, резистор, вклюЗР ченньп между вторым выводом обмотки возбуждения и общей шиной, пороговый элемент, инвертируизций вход которого соединен с вторым выводом обмотки возбуждения, а неинвертирующий - с вторым выводом обмотки обратной связи, выход порогового элемента через стабилизатор соединен с вторым выво-. дом обмотки обратной связи и выходной шиной устройства, о,т л и ч а ю—

4р шийся тем, что, с целью повьппения чувствительности, в него введены второй усилитель и трансформатор накачки, при этом вход второго усилителя соединен с выходом стабилизато45 ра, а выход соединен с первым выводом обмотки трансформатора накачки, второй вывод обмотки которого соединен с общей шиной.

1594446

l3)v8. Е.

Составитель 4.Никерун

Техред М.Ходанич Корректор М.Максимишинец

Редактор С.Пекарь

Заказ 2826 Тираж 559 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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