Кондуктометрический концентратомер

 

О АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2844l0

<-оюз Советских

Социалистических

Реслублик

Зависимое от авт. свидетельства М

Заявлечо 02.Х11.1967 (№ 1200341/26-25) Кл. 421, 3/04 с присоединением заявки М

Комитет ло делам.У,ПК G Oln 27/02

У,Ч К 543.267.5(088.8) Приоритет

Опубликовано 14.Х.1970. Бюллетень М 32

Дата опубликования описания 2о.1.1971 нзобретениЯ и открытий лри Совете Министров

СССР

АВор изобретения

А. H. Пузанов

Заявитель

КОНДУКТОМЕТРИЧ ЕСКИ Й KP H 11,EHTPATPMEP

Предлагаемый кондуктометрический концентратомер относится к приборам для автоматического определения концентрации или электропроводности растворов электролитов в промышленных или лабораторных условиях.

В настоящее время почти все измерительные автоматические промышленные приборы (в том числе и кондуктометрические концентратомеры) собираются по компенсационным схемам с автоматической компенсацией для уменьшения зависимости от внешних параметров (напряжения питания, температуры и и т.,д.), а также нестабильности отдельных узлов прибора.

Существующие кондуктометрические концентратомеры имеют схемы автоматической компенсации, которые для определения минимального значения некомпенсированного сигнала решают двузначность методом сравнения фазы опор ного напряжения с фазой усиленного сигнала небаланса.

Такие приборы имеют заниженную чувствительность и точность измерения .по сравнению с теоретически достижимыми. Это происходит потому, что при наличии фазовых сдвигов в тракте прибора от точки съема опорного напряжения до точки сравнения его фазы с фазой усиленного сигнала чувствительность прибора резко падает, увеличивается несбалансированный сигнал, появляются дополнительные погрешности. Это заставляет предъявлять требования фазостабильности к усилителю несбалансированного сигнала, к чувствительному элементу. Выполнение такого требования, осо5 бенно для узлов, работающих в широком диапазоне температур, очень усложняет схему, а иногда и невозможно.

Цель предлагаемого изобретения заключается в создании автоматического кондуктомет10 рического концентратомера с автоматической компенсацией, для которой фазовые сдвиги в элементах схемы не влияют на чувстительность и точность прибора.

В предлагаемом автоматическом кондукто15 метрическом концентратомере:компенсация, не реагирующая на фазовые сдвиги, достигагается определением условного нулевого значения нескомпенсированного сигнала при помощи определения фазы зондHpóþIUåãо им20 пульса, который подается путем подключения добавочного сопротивления параллельно сопротивлению компенсирующей цепи. Это дает возможность резко снизить требования к усилителю небаланса, к чувствительному элементу

25 и повысить точность измерения электропроводности за счет уменьшения влияния нестабильности внешних условий и блоков прибора.

На фиг, 1 представлена блок-схема прибора; на фиг. 2 дан график зависимости напряжения

30 на дифференциальной обмотке чувствительно3

284410

50 го элемента и на выходе усилителя от сопротивления в цепи компенсационного витка; на фиг. 3 представлена зависимость выходного напряжения усилителя при R,)R при работе ключа; на фиг. 4 представлена зависимость выходного напряжения усилителя при R,(R при работе ключа.

Прибор работает следующим образом.

От генератора сннусоидальных колебаний 1 ток звуковой частоты попадает на чувствительный элемент II, который может быть вылолнен как по мостовой схеме (в основном для контактных кондуктометров), так и по дифференциально-трансформаторной схеме (для неконтактных кондуктометров) .

На блок-схеме приведена одна из возможных схем чувствительного элемента — дифференциально-трансформаторная схема с жидкостным витком связи.

Питающий трансформатор чувствительного элемента 1 индуктирует ток в компенсационном 8 и образованном контролируемой жидкостью витках 2. Эти токи создают магнитный поток в дифференциальном трансформаторе 4 и соответственно э.д.с. в его обмотке. При равенстве сопротивлений жидкостного и компенсационного витков магнитные потоки в сердечнике дифференциального трансформатора уравновешиваются и э.д.с. не появляется. Система является скомпенсированной.

Зависимость э.д.с. на обмотке и напряжения на выходе усилителя небаланса III от сопротивления приведена на фиг. 2, где Š— э.д.с., U — напряжение на выходе усилителя, R сопротивление жидкостного витка, R, — сопротивление компенсационного витка.

Как видно из фиг. 2, зависимость E f(R,) имеет двузначный характер и необходимо устройство для ликвидации этой неоднозначности.

Это осуществляется следующим образом.

Для обеспечения автоматической компенсации в компенсационный виток включен терморезистор с косвенным подогревом 5. От интегрального значения тока подогрева зависит величина сопротивления терморезистора.

Параллельно терморезистору через ключ б включено добавочное сопротивление 7. Ключ, 5

35 управляющий генератором 1! тактовых импульсов, может быть как механическим, например, реле, так и электронным, например триггер или управляемый диод.

Сопротивление подключается с определенной частотой, существенно меньшей частоты генератора 1, параллельно терморезистору, и уменьшает его сопротивление. Это приводит к соответствующему импульсному уменьшению амплитуды сигнала при работе на правой части характеристики Е=/Я,.) (см. фиг. 2) или увеличению при работе на левой части характеристики. При этом на выходе усилителя напряжение будет. иметь для первого случая лпд, показанный на фиг. 3, для второго — на фиг. 4.

Продетектированное напряжение попадает на формирователь V импульсов. На триггер VI попадают положительные в случае работы на левом участке характеристики (R,. (R ) импульсы и отрицательные при работе на правом участке (R,) Р,„) . От отрицательного импульса триггер замыкает цепь подогрева терморезистора. При этом терморезпстор греется и уменьшает свою величину до значения

R,=R . При дальнейшем нагреве импульсы ме няют свою полярность и триггер отключает подогрев. Терморезистор охлаждается, увеличивает свою величину до R,) Я„и в это время снова включается подогрев терморезистора.

Таким образом, схема работает в импульсном режиме, поддерживая все время .Я„=Р„.

Сдвиги в цепях прибора на точность работы прибора не влияют.

Для компенсирующего элемента (в данном случае терморезистор) возможно применение любого элемента, изменяющего свое сопротивление от управляющих электрических сигналов.

Предмет изобретения

Кондуктометрический концентратомер, состоящий из источника п пания, датчика трансформатор ного типа и измерительного устройства с уравновешивающим элементом, отличаюи(ийся тем, что, с целью повышения точности измерений, параллельно уравновешивающему элементу подключен резистор.

284410

Фиг l

E,è ух =Як иг Ф

Редактор Т. Рыбалова

Заказ 3740/5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Е. Бабарина

Техред Л. Я. Левина

Корректоры: В. Петрова и А. Абрамова