Устройство для измерения плотности тока в электролитах

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 547701 (61) Дополнительное к авг. свид-ву (22) Заявлено 03.07.75 (21) 2154065 07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.02.77. Бюллетень № 7 (45) Дата опубликования описания 12.07.77 (Ы) М. Кл."

С О1 В 19/ОО

Гасударственный номитет

Соеетв Минно ров СССР по делам иэооретений н открытий (53)1 УДК

543.2575 08 (088.8) (72) Автор. изобретения

С. М. Бубнов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ТОКА

В ЭЛЕКТРОЛИТАХ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения плотности тока в электролитах любого состава.

Известны устройства для определения плотности тока в электролитах, использующие тороидальные индукционные датчики калиброванной площади (1).

Наиболее близким к описываемому устройству по технической сущности является известное устройство для определения плотности тока в электролитах, принцип действия которого основан на измерении магнитного поля, создаваемого током в объеме электролита, заключенном в горизонтальный цилиндр с калиброванной площадью поперечного сечения (2).

Однако такое устройство имеет невысокую чувствительность, ограничивающую предел его измерений в области малых значений плотности тока, где магнитное поле электролита незначительно, а также недостаточно высокую точность измерения из-за н личия двух соосно разнесенных магнитопроводов, что приводит и к усреднению значений измеряемой плотности тока KRK IIQ объему электролита, так и по его сечению.

Цель изобретения — повышение чувствительнос, ти устройства н точности измерения.

Это достигается за счет того, что в известное устройство для измерения плотности тока в электр ролитах, содержащее датчик и индикатор, введены

1 автогенератор, опорный генератор, смеситель, фильтр низкой частоты и счетчик нмпульсо .. Выхо: ды опорного генератора и автогенератора через

; смеситель подключены к фильтру низкой частоты, ! выходом соединенному с входом счетчика импуль. ! сов, к кото;зому подключен индикатор. Датчик выполнен в виде части колебательного контура

: автогенератора и содержит тороидальный магтппопровод с обмоткой, помещештый в магнитный экран тороидальной формы беэ внутренней стенки, который, в свою очередь, установлен в электростатический экран такой же формы с узкой щелью по внутренней стенке.

20 Сущность предлагаемого технического решения заключается в изменении частоты автогснератора, задающий контур которого помещен в магн пное поле электролита, в зависимости от напряженности последнего, для чего магнитопровод задающего контура выполнен нз материала, магнитная пронн 47701 цаемоть которого имеет ярко выраженную зависимость от напряженности внешнего магнитного поля.

В силу этого, частота автогенератора является функцией индуктивности задавшего контура, а следовательно, и функш ей плотности тока в электролите.

Схема устройства для измерения плотности тока в электролитах представлена на чертеже.

Оно содержит датчик 1, подсоединенный к входу автогенератора 2, Выход автогенератсра jp совместно с выходом опорного генератора 3 подключен к смесителю 4, соединенному с фильтром 5 низкой частоты, а выход фильтра — к счетчику 6 импульсов, подсоединенному к индикатору 7.

Датчик 1 представляет собой тороидальный магнитопровод 8, на котором расположены обмотки 9 задающего автогенератора 2. Магнитопровод помещен в тороидальньй магнитньй экран 10, в котором отсутствует внутренняя стенка, и в сплошной тороидальный электростатический экран 11, в З1 котором и внутренней стенке прорезана узкая щель. Собранный таким образом датчик залит химически инертным материалом. Частота колебаний, вырабатываемых автогенератором 2, определяется задающим контуром, причем экранированный кабель 12 является емкостью задающего контура.

В датчике выполнено калиброванное отверстие 13, служащее для пропускания электролита.

Электролит, протекающий через отверстие датчика, представляет собой проводник с током, плотность 3О которого есть отношение величины этого тока к площалн.

Постоянное магнитное поле, создаваемое током 1 в магнитопроводе 8, изменяет магнитную проницаемость последнего. Обмотка 9 вместе с кабелем 12 образуют параллели ый колебательньй центр, где емкостью служит кабель, а индуктивностью — обмотки 9 с магнитопроводом 8. Изменение магнитной проницаемости магнитопровода при- 4О водит к изменению индуктквности контура, тем самым меняя частоту автогенсратора 2, частью которого этот контур является.

Одновременно работает и опорпьй генератор 3, частота колебаний кото1х)го стабильна и выбрана равной частоте автогенсратора в случае отсутствия тока через электролит.

Колебания автогенерагора 2 и опорного генератора 3 подаются на смесHTcrlh 4. На выходе смесителя 4 присутствуют, кроме большого числа гармоник и суммарных колебаний, также и разностцые колебания — биелия, частота которьix при стабильнои частоте опорного оператора зависит гглп ко ol частоты автогенс1ч ора, I.e. or плотности ока в электроли ге.

Задачу фильтрации би IIIIé н !IlilJIIIJIL I фильгр 5 низкои частоты. Псаic филь гр;I Il I löo:Iñfifï,fi. им биения подаются HB счетчик 6 импульсов, сгнналы которого управляют индикатором 7 со шкалой, отградуированной в единицах плотности тока.

Для защиты контура автогенератора от воздействия мапппного поля внешних слоев электролита введен магнитный экран 10 тороидальной формы с отсутствующей внутренней стенкой. Для защиты контура автогенератора от влияния паразитных емкостей применен электростатический экран 11, представляющий собой сплошной тороид с узкой кольцевой щелью по в нутренней стенке, которая устраняет эффект короткозамкнутого витка. Оба экрана соединены с экранирующей оплеткой кабеля 12, Таким образом, даже незначительный ток в электролите, приводящий к малому изменению магнитной проницаемости магнитопровода и соответственно к небольшому изменению частоты автогенератора, вызывает существенное изменение частоты биений, что и является причиной высокой чув ствит ель ности предлагае мого устройства.

Использование данно|о устройства для определения плотности электрического тока в электролитах ввиду его высокой чувствительности позволяет измерять малые плотности тока, уменьшить погрешности измерений в области малых значений плотностей тока, измерять плотность тока без усреднения ее величины как по объему, так и по сечению электролита, а также в малых объемах последнего.

Формула изобретения

Устройство для измерения плотности тока в электролитах, содержащее тороидальньй индукционньй датчик и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его чувствительности, в него введены автогенератор, опорньй генератор, смеситель, фильтр низкой частоты и счетчик имггульсов, причем выходы опорного генератора и автогенерагора через смеситель подключены к фильтру низкой частоты, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, к которому подключен индикатор. а тороидальньй индукционный датчик выполнен в виде части колебательного контура указанного автогенератора и содержит тороидальньй магнитопровод с обмоткой, помещенный в магнитный экран тороидальной формы без внутренней стенки, которьй, в свою очередь, помещен в электростатический экран такой же формы с узкой щелью по внутренней стенке.

Источники ицформа ши, принятые во внимание при экспертизе:

1. .AI горское свицетсльство М 330383, кл. G 01 N 27/О, 196 7.

2. Лвторское сш цстельстно Ь 480967, кл. G 01 N 7 02, 1)73 fflpolorIIII) .

547701

Cnnasiiaeni, А. Аннреева

1 лреи А. Ьо дан

Pi4iaxrop А. Осочии кои

Корректор !. (кунка 3a и a з 8 74/9(!

Гираж l (()1 (!нипц .нас!

1!!!1!1ПИ Гооунзрс впшо о коми ля (онси Мииил ров (((Р ио,!сиам и юб!)л оний и О! крыл ни! 3035 Мо кид, Ж 35, Раун окав наб ..i 4. 5

Фи иаи Ill!!I "!!ами", i У:киорон, и ll;кк к или,4