Кондуктометр периодического сравнения

 

0 Il H C A H И .Е 824004

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к авто ском свидетельств

Союз Сееетскин

Социалистические

Республик . (61) дополнительное к авт. саид-ву—

I (22) Заявлено24.04. 78 (21) 2607346/18-25 . (5E ) М. Кл..6 01 N 27/02 с присоединением заявки Рй— (23) Приоритет—

Геаудератеенный ком нтет

СССР

{53) ДК 543 ° 257 (088,8) Опубликовано 23. 04. 81 ° Бюллетень,% 15 до делам изобретений н аткрытнй

Инга опубликования описания 23 04 8 1

В. А. Матвеев, Ю.С. Данилов, Б.B. Головков и А. И. Саяпин (72) Авторы йзобретения . (7 I ) За я в и тел ье

Всесоюзный научно-исследовательский и прое галургии (54) КОНДУКТОМЕТР ПЕРИОДИЧЕСКОГО СРАВНЕНИЯ

Изобретение относится к физико-хитическим исследованиям и .может быть

«спользовано для измерений параметров технологических, процессов по электропроводности, например .концентрации растворов электролитов и электропро- 5 водящих суспензий. ,Известно устройство, основанное на методе периодического сравнения, со-. держащее- датчик, коммутатор, интег 0 ратор, компаратор и цифровой прибор f 1).

Недостаток устройства состоит в том, что в нем использован принцип прямого преобразования, а не уравно15 вешивания, что не позволяет получать высокую точность измерения электропроводности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является кондуктометр, содержащий генератор, датчик и измерительный преобразоватечь.

Датчик в свою очередь содержит два канала: измерительный канал, в кото .! ром измеряемая электропроводность контролируемой среды преобразуется -в выходной сигнал датчика и канал сравнения, в котором. рабочая мета также преобразуется в выходной сигнал датчика. Эти два сигнала поступают на выход датчика последовательно друг за другом в виде пакетов. При расхож дении значений электропроъодности и рабочей меры амплитуда сигнала в пакетах на выходе датчика различна. Си нал на выходе датчика аналогичен ам" плитудно-модулированному сигналу лрямоугольными импульсами. Амплитуда модуляции пропорциональна разности значений электропроводности и рабочей меры. Модулированный сигнал с выхода датчика поступает на измерительный преобразователь, который усиливает его, выделяет сигнал с амплитудой модуляции и преобразует его. Преобразование состоит в том, что сигнал с амплитудой модуляции управляет рабо- . чей мерой, приводя ее значение к зна"

824004 чению измеряемой злектрепроводности, При этом в момент равенства значений амплитуда модуляции равна нулю(поло.жение уравновешивания и по .значению меры судят .о значеьпш электропровод" насти. Отношение амплитуды модуляции к разности значений измеряемой электропроводпости и рабочей меры вблизи положензж уравновешивания представляет собой чувствительность кондуктометра периодического сравнения (2) .

При использовании злектропроводности в качестве параметра контроля технологических процессов возникают жесткие требования к точности измерений электропооводности контролируе- мой среды, так как от этого зависят потери полезного кОмпонента, с уменьшением точности потери растут..Точность кондуктометра периодического сравнения зависит от ego чувствительности, от факторов, вносящих искажение фарии сигнала модуляции, и .от отношения амплитуды модуляции к ампли/ туде несущего сигнала. глубины модуляции, от которой зависит точность последующего преобразования и точность приведения рабочей меры к значению электропроводности, Однако при расширении диапазона измерений злектропроводности точность измерений кондуктометра значительно сиюкаетсн.

Основной причиной этого является то, что при измерении электропровод- ности в широком диапазоне, чтобы избежать искажения сигнала, коэффициент усиления измерительного преобразователя снижают в несколько раз. Это приводит к снижению чувствительности кондуктометра и его точности. По этой же причине оказывается невысокой амплитуда модуляции. Небольшой является

-и глубина модуляции и сигнала и из. - мерительном преобразователе, что в цепом приводит к снижению точности преобразования и точности регулирования рабочей пары, а следовательно, и точность измеренин электропроводности.

Цель цзобретения — повьш ение точ ности измерения в широком диапазоне.

Поставленная цель достигается тем, что в кондуктометре, содержащем генератор, датчик и измерительный преобразователь, дополнительно установлены Ф компрессор и детектор-ограничитель, причем вход компрессора подключен к выходу датчика, выход компрессора подключен р входу детектора-ограничителя, а выход детектора о раничителя под ключен к входу измерительного преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурная схема кондуктометра; на фиг. 2принципиальная схема компрессора; на фиг. 3 — принципиальная схема детектора-ограничителя.

Кондуктометр содержит-генератор 1

1О синусоидальных колебаний несущей частоты, коммутирующий их на два выхода датчик 2, имеющий два канала: канал электропроводности и канал рабочей меры, компрессор 3, детектор-ограничитель 4 и измерительный преобразователь 5.

Кондуктометр работает следующим образом.

Напряжение несущей частоты поступает с выходов генератора периодически на два канала датчика в виде па- кетов. Частота следования пакетов равна частоте коммутации генератора (эпюры напряжения на фиг. 1) .Пакеты в каналах датчика смещены друг,относительно друга на 180о. Амплитуда напряясения в пакетах канала электропроводности пропорциональна проводимости канала электропроводности, а в ка. нале рабочей меры — пропорциональна проводимости канала рабочей меры.

Сигнал на выходе датчика имеет вид сигнала, .модулированного по амплитуде.

Частота модуляции — это частота следования пакетов. Амплитуда модуляции

U равна разности амплитуд двух соседних пакетов, т.е пропорциональна разности проводимостей каналов датчика, Если амплитуда модуляции равна

40 нулю, та проводимости каналов равны и значение рабочей меры равно значению злектропроводности контролируемой среды, в которую помещен датчик.. С выхода датчика сигнал поступает на вход компрессора.

Компрессор 3 может быть выполнен .,иа операционном усилителе ОУ1 (фиг.2), В цепь отрицательной обратной связи усилителя включен фоторезистор оптрона Ч1. Сигнал с ОУ1 поступает на инер50 ционное звено (ИЗ) и далее на усилитель мощности Ч2. В эмиттерную цепь V2 включен излучатель оптрона Vl.

При изменении сигнала датчика в ре- . зультате изменения электропроводности .

N контролируемой среды, изменяется сигнал на выходе усилителя ОУ1, с К1U äî

K Ug где К вЂ” его коэффициент ус ленин. Изменение амплитуды сигнала

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

5 . 824004 на входе V2 вызывает изменение тока в, рабоч ме а ра очую меру, а затеи преобразует эна. луч а Ч тернои цепи, т.е. в цепи из- че кие рабочей меры в выходной унифи.лу ателя оптрона Ч1, -что приводит к ован изменени цированный сигнал кондуктометра, по и вменению сопротивления фоторезисто а к установленного в епи от р, которому судят о значении электропроц рицательноф Э водности контролируемой среды. обратной связи ОУI и коэффи иента усиления ОУ1. Изменение коэ и ента ффициента Повышение точности кондуктомет а е ра в широком диапазоне измерения элект оусиления ОУ! происходит таки троим обра- шроводности достигается тем, что при зом, что при уменьшении сигнала ка входе ОУ! коэ И иент в изменении сигнала датчика в широких входе У коэффициент возрастает и >о пределах сигнал компрессора имеет наоборот. Т.е. при изменении с

° . игнала практически незначительное изменение датчика усилитель комп ессо а и р р зменя- по амплитуде. Поэтому коэффициент уснет. коэффициент усиления о в д еличины пения измерительного преобразователя

К так, что К U Ф К 0 . Таким

2 . 2 2 об- выбран наибольшим, а его чувствительразом, амплитуда сигнала на выходе 1% ность максимальной. Ввиду того, что компрессора оказывается п ак ч р ти ески детектор-ограничитель позволяет попа одном уровне. Инерционное зв звено лучать сигнал с глубиной модуляции (ИЗ) введено в компрессо я р дл того, равной единице измерительный преобрачтобы компрессор не реаги ов

Ф р ал на иэ- зователь имеет наибольшую чувствительменение амплит i в сос удь едних пакетах 20 ность к сигналу модуляции,преобразуи не нарушал явления мо ля ду ции .сиг- ет его с наименьшими помехами и осунала. Постоянная времени звена Т

Т ществляет более точное регулирование значительно больше пе ио а м

Т, Т> т р д одуляции рабочей меры. Повышение чувствит лье

2 4 2 ности измерительного преобразователя

С выхода Фомп ессо а р р сигнал пос- 23 и точности регулирования рабочей метупает на вход детекто а-or ан р р ничите- ры позволяют повышать точность иэмеля 4. Детектор 4 может быть выполнен: . е рения электропроводностн контролируемой среды. как линеиныи детектор на операционном усилителе ОУ2 (фиг.3). Сигнал с выхода компрессора поступает на инверс- 39 ныи вход ОУ2. На другой инверсный вход поступает напряжение отсечкг 0 формула изобретения

О с делителя. На выходе детектора-ограничите я 4

Кондуктометр периодического сравннчителя детектированный сигнал имеет ам пения, содержащий генератор, датчик и еет амплитуду Ол= 0 - 0О. Опорное измерительный преобразователь, о тнапряжение установлено таким, что л и ч а ю шийся тем, что, с вблизи положения уравновешивания вы- елью пов н целью повышения точности измерений Q полняется равенство 0 = 0 К, где К3 М в широком диапазоне, -"в него введен коэффициент усиления усилителя ОУ! и комп ессо к глубина мо ля

xdMtlpeccop к детектор-ограничитель, глу ина модуляции сигнала на выходе причем вход компрессора подключен к детектора-ограничителя равна едины- выходу дат тчика,выход компрессора — к

u„„x входу детектора-ограничителя, а выла ° 1, а сигнал ат»

3 д тчика име- ход детектора-ограничктеля к вхо тч — - ду ет глубин измерительного преобразователя. лу ину модуляции значительно меньв„о„к и

"я "за а

Сигнал с выхода детектора-ограни- I. Орнатский П. П. и Скрипник ш А. чителя 4 поступает на вход измерительр an - Измерительные приборы периодического ного преобразователя S„ который уси.- Я сравнения. М., "Энергия™, )97 с. нергия 975, с. 74. р pïðeoáðàýó- 2. Авторское свидетельство СССР ет его в УПРавлЯющее воздействие на 9 5Щ@71, кл. Я О1 К 27/О2, l97$.