Устройство для измерения электропроводности морской воды

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения электропроводности проводящих сред. Целью изобретения является упрощение устройства, повышение чувствительности и надежности. Устройство для измерения электропроводности морской воды содержит автогенератор 1, колебательный контур 2, индуктивный бесконтактный датчик 3, первый транзистор 4. Введение в устройство второго транзистора 5, четырех резисторов 6.7,8 и 9, измерителя тока 10. подстроенного потенциометра 11. дросселя 12 и конденсатора 14 позволяет совместить автогенератор с детектором и усилителем и выполнить его по схеме сверхрегенерэтивного усилителя , а индуктивный бесконтактный датчик, выполненный в виде отдельной плоской спиральной катушки, изолированной от исследуемой среды съемными диэлектрическими кожухами различной толщины, позволяет легко изменять диапазон измерения электропроводности, тем самым увеличить чувствительность и надежность устройства, а также упростить устройство в целом. 2 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК гя) G 01 R 27/22

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4629007/21 (22) 29.12.88 (46) 15.09,91. Бюл. N 34 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) Б.С,Тараторкин, К.Н.Дроздов и A,А.Шобей (53) 621,31 т (088.8) (56) Крутец <ий И.В. ЭлектромагниТные поля и волны в морской среде, Л-д.: Судостроение, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 587714, кл. G 01 R27/22,,1976, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МОРСКОЙ ВОДы (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения электропроводности проводящих сред. Целью изобретения является упрощение устройства, повышение

„, . Ж 1677665 А1 чувствительности и надежности. Устройство для измерения электр оп ро водности морской воды содержит автогенератор 1, колебательный контур 2, индуктивный бесконтактный датчик 3, первый транзистор

4. Введение в устройство второго транзистора 5, четырех резисторов 6,7,8 и 9, измерителя тока 10. подстроечного потенциометра 11, дросселя 12 и конденсатора 14 позволяет совместить автогенератор с детектором и усилителем и выполнить

его по схеме сверхрегенеративного усилителя, а индуктивный бесконтактный датчик, выполненный в виде отдельной плоской спиральной катушки, изолированной от исследуемой среды съемными диэлектрическими кожухами различной толщины, позволяетлегко изменять диапазон измерения электропроводности, тем самым увеличить чувствительность и надежность устройства, а также упростить устройство в целом. 2 ил.

1677665

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения электропроводности морской воды, Устройство может быть применено для физико-химических исследований. для измерения неэлектрических величин электрическими методами, для измерений солености воды.

Цель изобретения — упрощение устройства, повышение чувствительности и надежности.

Работа устройства основана на том, что в сверхрегенеративном усилителе периодически возбуждаются электромагнитные колебания с частотой резонансного контура, Индуктивный бесконтактный датчик, погруженный в среду, начинает излучать в нее электромагнитную энергию, т,е. ведет себя как излучающая антенна, Электропроводность среды изменяется по известной формуле: о

Е»=Еа !— й) где Е» — диэлектрическая проницаемость среды;

Š— абсолютная диэлектрическая проницаемость;. а — проводимость; и) — круговая частота, и вызывает изменение диэлектрической проницаемости Е», что в свою очередь изменяет излучаемую среду индуктивным бесконтактным датчиком мощность, т.е. изменяется активное сопротивление индуктивного бесконтактного датчика. Объясняется это тем, что на границе раздела двух сред изолятор — среда происходит отражение излучаемой индуктивным бесконтактным датчиком электромагнитной энергии, причем, чем больше Е» среды (т.е, чем больше проводимость среды), тем больше энергии будет отражаться обратно и соответственно меньше излучаться в окружающую среду, а следовательно, тем меньше активное сопротивление индуктивного бесконтактного датчика. Изменение последнего вызовет изменение добротности резонансного контура сверхрегенеративного усилителя, что приведет к изменению постоянной составляющей тока, проходящего через сверхрегенеративный усилитель, Это вызывает нарушение равновесия в мостовой схеме устройства и через индикатор потечет ток, пропорциональный изменению проводимости среды.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2 — временная диаграмма процессов, протекающих в сверхрегенеративном усилителе. ометр 11 и дроссель 12

10 образуя положительную обратную связь.

20

30 стотного сигнала через положительную об35

Устройство для измерения электропроводности морской воды содержит автогенератор 1, колебательный контур 2, индуктивный бесконтактный датчик 3, первый 4 и второй 5 транзисторы, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 резисторы, измеритель тока 10, подстроечный потенциИндуктивный бесконтактный датчик 3 и конденсатор 13 образуют колебательный контур 2 в коллекторной цепи первого транэистора 4. Конденсатор 14 замыкает эмиттер и коллектор первого .транзистора 4, Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания за счет собственных шумов первого транзистора 4 на колебательном контуре 2 выделяется напряжение с резонансной частотой контура.

Это напряжение через конденсатор 14 поступает на вход первого транзистора 4. Для того, чтобы высокочастотные колебания не оказались короткозамкнутыми, в схеме предусмотрен дроссель 12. В первый момент времени ток коллектора первого транзистора определяется напряжением в цепи смещения 15, При поступлении высокочаратную связь первый транзистор 4 усилит его и продетектирует. Усиление происходит по схеме с общей базой, детектирование— за счет того, что постоянно увеличивающаяся (до насыщения) амплитуда напряжения положительной обратной связи в какой-то момент времени поменяет знак напряжения эмиттер-база и первый транзистор 4 на отрицательных полуволнах. закрывается (фиг,2).

Время нахождения устройства в состоянии насыщения определяется периодическим зарядом-разрядом конденсатора 16.

При запертом первом транзисторе 4 колебания начнут постепенно затухать, Из фиг.2 видно, что постоянная составляющая коллекторного тока для различных проводимостей зависит от времени нарастания колебания до состояния насыщения и времени их затухания, Эти две величины в свою очередь определяются добротностью колебательного контура 2, а последняя, как было рассмотрено выше, есть функция солености воды.

Транзистор 5 служит источником опорного тока и компенсирует температурные изменения токов транзисторов 4 и 5.

При использовании устройства для измерения проводимости морской воды необходимо соблюдать два ограничения, 1677665

Составитель В.Чеботова

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор С,Шевкун

Редактор Н.Химчук

Заказ 3113 Тираж 393 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

1. Резонансная частота контура должна быть не более 670 МГц, так как при больших частотах диэлектрическая проницаемость воды не зависит от проводимости.

2. Резонансная частота контура должна 5 быть не ниже 20 — 60 МГц, так как при этом коэффициент затухания электромагнитных волн в воде максимален и можно ограничиться минимальными объемами проб при минимуме посторонних влияний. 10

Чувствительность устройства при использовании в разных диапазонах солености морской воды можно скачкообразно изменять применением диэлектрических кожухов с различной толщиной изолирую- 15 щих стенок, Формула изобретения

1. Устройство для измерения электропроводности морской воды, содержащее 20 автогенератор, собранный на первом транзисторе с индуктивным бесконтактным датчиком, включенным в колебательный контур коллекторной цепи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, 25 повышения чувствительности и надежности, автогенератор подключен через дроссель к первому выводу измерителя тока. параллельного которому подключен подстроечный потенциометр, регулируемый вывод которого соединен с отрицательным полюсом источника питания и через цепь смещения, состоящую из первого и второго резисторов, к положительному полюсу источника питания, к коллектору второго транзистора и через второй конденсатор к базе первого транзистора, которая через четвертый резистор соединена с базой второго транзистора, которая через третий резистор подсоединена к общей точке цепи смещения, эмиттер второго транзистора соединен с вторым выводом измерителя тока, а бесконтактный датчик выполнен в виде плоской спиральной катушки, взаимодействующей с контролируемой средой через диэлектрический кожух.

2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения неизменной средней чувствительности, в широком диапазоне солености воды используется набор съемных диэлектрических кожухов различной толщины.