Устройство для измерения электрической проводимости жидких сред


 


Владельцы патента RU 2402028:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к устройствам для измерения электрической проводимости жидких многокомпонентных, в том числе агрессивных сред, и может быть использовано для контроля и регулирования технических параметров жидких сред по величине электрической проводимости, например для контроля концентрации растворенных в воде солей и др. В устройство для измерения электрической проводимости жидких сред, содержащее последовательно соединенные стабилизированный источник питания, генератор и чувствительный элемент, измерительный блок, усилитель и вторичный прибор, между измерительным блоком и чувствительным элементом включен регулирующий биполярный транзистор, вход которого связан с выходом операционного усилителя, к входу которого подключен терморезистор, причем последние два элемента дополнительно соединены со стабилизированным источником питания. Технический результат заключается в повышении точности измерений за счет компенсации влияния температуры на электрические характеристики чувствительного элемента. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для измерения электрической проводимости жидких многокомпонентных, в том числе агрессивных, сред и может быть использовано для контроля и регулирования технических параметров жидких сред по величине электрической проводимости, например для контроля концентрации растворенных в воде солей и др.

Известно устройство для измерения электрической проводимости жидких сред, созданное на основе низкочастотного кондуктометрического бесконтактного концентратомера, содержащего первичный преобразователь и вторичный прибор (Типаж кондуктометрических концентратомеров для жидких сред на 1962-1967 гг. - М.: Онтиприбор. -1965. - С.6).

Недостатками этого концентратомера являются низкая чувствительность, сложность изготовления и настройки.

Другим техническим решением является устройство, содержащее последовательно соединенные стабилизированный источник питания, генератор и чувствительный элемент, а также подключенные к другим выходам стабилизированного источника питания измерительный блок и усилитель, выходы которого подключены к измерительному блоку и вторичному прибору (Устройство для измерения электрической проводимости жидких сред. Авторское свидетельство №868631, БИ №36. - 30.09.81).

В данном устройстве в связи с изменениями электрических характеристик чувствительного элемента в процессе эксплуатации предусматривается возможность периодического подключения к комплексной нагрузке, что не обеспечивает непрерывности контроля и снижает точность измерения. Главным фактором, определяющим нестабильность характеристик чувствительного элемента, является температура.

Вместе с тем, данное устройство является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту.

Техническая задача - повышение точности измерений за счет компенсации влияния температуры на электрические характеристики чувствительного элемента.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для измерения электрической проводимости жидких сред, содержащее последовательно соединенные стабилизированный источник питания, генератор и чувствительный элемент, измерительный блок и усилитель, выходы которого подключены к измерительному блоку и вторичному прибору, между измерительным блоком и чувствительным элементом включен регулирующий биполярный транзистор, вход которого связан с выходом операционного усилителя, к входу которого подключен терморезистор, причем последние два элемента дополнительно соединены со стабилизированным источником питания.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для измерения электрической проводимости жидких сред (низкочастотного кондуктометра).

Устройство включает в себя стабилизированный источник питания 1, генератор 2, чувствительный элемент 3, измерительный блок 4, усилитель 5, вторичный прибор 6, регулирующий биполярный транзистор 7, операционный усилитель 8 и терморезистор 9. Чувствительный элемент 3 включает силовой трансформатор 10, первичная обмотка которого 11 подключена к выходу генератора 2, и измерительный трансформатор 12, вторичная обмотка которого 13 подключена к эмиттеру регулирующего биполярного транзистора 7. Жидкостный контур связи ЖК является вторичной обмоткой силового 10 и первичной измерительного 12 трансформаторов.

Стабилизированный источник питания 1 соединен с генератором 2, измерительным блоком 4, усилителем 5, операционным усилителем 8 и терморезистором 9. Выход измерительного блока 4 связан с усилителем 5, а вход - с коллектором регулирующего биполярного транзистора 7 посредством рабочего резистора. База регулирующего биполярного транзистора 7 подключена к выходу операционного усилителя 8, вход которого подключен к терморезистору 9.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение от низкочастотного генератора 2 поступает на первичную обмотку 11 силового трансформатора 10 чувствительного элемента 3, в результате чего в жидкостном контуре связи ЖК наводится переменный ток, величина которого зависит от электрической проводимости контура.

Ток жидкостного контура ЖК наводит во вторичной обмотке 13 измерительного трансформатора 12 переменное напряжение, величина которого пропорциональна величине тока в жидкостном контуре ЖК. Напряжение с измерительного трансформатора 12 подается через регулирующий биполярный транзистор 7 на вход измерительного блока 4, где оно преобразуется и после выпрямления и усиления усилителем 5 подается на вход вторичного прибора 6.

При изменении электрической проводимости контролируемого раствора в жидкостном контуре ЖК пропорционально изменится величина тока в нем, что вызовет изменение напряжения на вторичной обмотке 13 измерительного трансформатора 12 и приведет к изменению сигнала на входе вторичного прибора 6.

Нестабильность электрических характеристик чувствительного элемента, в первую очередь связанная с температурными изменениями, нарушает первоначальную пропорциональность зависимости сигнала от электрической проводимости жидкостного контура ЖК в процессе работы прибора. При изменении окружающей температуры изменяется и сопротивление терморезистора 9. Последнее обстоятельство управляет регулирующим биполярным транзистором 7, восстанавливая пропорциональность зависимости сигнала от электрической проводимости жидкостного контура ЖК. Операционный усилитель 8 служит для согласования терморезистора 9 и регулирующего биполярного транзистора 7.

Отличительной особенностью данного устройства является автоматическое восстановление пропорциональности зависимости сигнала от проводимости контролируемого раствора в жидкостном контуре ЖК при температурных изменениях. При этом обеспечивается высокая точность измерений и надежность работы устройства в течение всего срока эксплуатации, без необходимости периодического контроля показаний прибора.

Устройство для измерения электрической проводимости жидких сред, содержащее последовательно соединенные стабилизированный источник питания, генератор, чувствительный элемент, измерительный блок, усилитель и вторичный прибор, при этом стабилизированный источник питания также соединен с измерительным блоком и с усилителем, отличающееся тем, что между измерительным блоком и чувствительным элементом включен регулирующий биполярный транзистор, вход которого связан с выходом операционного усилителя, к входу которого подключен терморезистор, причем последние два элемента дополнительно соединены со стабилизированным источником питания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электрических измерений. .

Изобретение относится к области промысловой геофизики и предназначено для измерения проводимости и солевой минерализации воды, бурового раствора и пластовой жидкости.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения удельной электропроводности жидких растворов и расплавов в условиях действия внешних (сторонних) источников тока.

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля параметров материалов, веществ, изделий и может быть использовано как при изучении их физико-механических свойств, так и в технологических процессах для оценки их качества (наличия) по величине их диэлектрического параметра.

Изобретение относится к физическим методам измерения магнитных характеристик вещества, включая высокие температурные интервалы (до 1600°С). .

Изобретение относится к электроизмерительной технике. .

Изобретение относится к устройствам для измерения свойств жидкостей, в частности удельного электрического сопротивления. .

Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано для измерения электропроводности жидких сред. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для определения электропроводности и плотности жидких электролитов. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в гидрофизических исследованиях для измерения удельной электрической проводимости морской воды.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения проводимости и состава растворов, влажности различных сыпучих веществ устройствами с использованием бесконтактных емкостных кондуктометрических датчиков
Наверх