Устройство для измерения физико-химическихпараметров

 

1

А.В.Мозгалевский, Г. Г. Костанди, В.И. Тарасенко" и В.А.Юхтенко

Б (72) Авторы изо0ретени я

Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) и Хабаровский политехнический институт (73) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к определению физических характеристик сред. с помощью электрических и магнитных средств и может быть использовано, напрмер, для определения концентрации ферромагнитных частиц в неэлект% ропроводящих средах, вязкости жидкости, диэлектрической проницаемости и магнитной восприимчивости различных веществ.

Известен избирательный металлоискатель, состоящий иэ образцового и измерительного генераторов, каждый

as которых имеет последовательный резонансный контур, смесителя, вход которого подключен к генераторам, а выход — к резонансному усилителю, и индикатора, соединенного с pesoнансным усилителем. С резонансным контуром измерительного генератора связана поисковая катушка 11.

Недостаток известного устройства состоит в невысоких чувствительности и точности, обусловленных иастройкой контура резонансного усилителя на определенную разностную частоту, что приводит к исключению иэ измерений варианта малой расстройки измерительного генератора. Известное устройство пригодно для исследования только сплошных сред большой массы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является прибор для анализа картерного масла, содержащий эталонный и измерительный генераторы, соединенные с индикатором нулевых биений. Датчиком является катушка индуктивности колебательного контура измерительного генератора. При внесении исследуемого образца масла в датчик изменяется частота выходного сигнала измерительного генератора. Для получения совпадения частот генераторов используется конденсатор колебательного кон" тура измерительного генератора угол поворота пластин которого является

3 851239 4

45 двум.

Сигналы с эаталонного генератора

2 и триггера 4 поступают на логический элемент И 3. Частоты и скваж-

50 ности этих импульсов равны, а савы импульсы сдвинуты на 180О и поступают на логический элемент И 3 в противофазе, поэтому при отсутствии исследуемого образца в датчике на вы- .

55 ходе логического элемента И 3 сигнап отсутствует.

При помещении исследуемого образфункцией количества продуктов износа в масле P2)..

Однако известный прибор обладает невысокими точностью и чувствительностью ввиду того, что при работе двух связанных генераторов на очень близких частотах из-эа явления захватывания по обе стороны от точки равенства частот имеется некоторая область,в которой изменение измеряемой величины не вызывает появления раэностной частоты.

Цель изобретения — повышение точности и чувствительности определения физических характеристик сред.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее измерительный генератор, в колебательный контур которого включен датчик, и эталонный генератор, введено форьмрующее устройство, логический элемент И, к .первому входу которого через формирующее устройство подключен измерительный генератор, а ко второму — эталонный генератор, интегратор, соединенный с выходом логического элемента И, распределитель импульсов, вход которого подключен к эталонному генератору, первый выход соединен с измерительным генератором, а второй — с интегратором.

На фиг.l изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг.2временные диаграммы напряжений, на выходах соответствующих элементов при работе устройства, когда в датчике отсутствует исследуемая проба; на фиг.3 — то же, на входах элементов, когда в датчик внесена исследуемая проба.

Устройство состоит из измери.тельного генератора 1 гармонических колебаний, катушка индуктивиости колебательного контура которого является датчиком, этапонного генератора 2 прямоугольных импульсов, логического элемента И 3, к первому входу которого подключен через формирующее устройство, выполненное, например, в виде триггера 4, измерительний генератор 1, а ко второму входу - эталонный генератор 2, интегратора 5, соединенного с выходом логического элемента И 3, pic-. пределителя 6 импульсов, связанного с эталонным генератором 2, измери5

25 тельным генератором 1 и интегратором 5.

Принцип работы устройства поясняется кривыми, изображенными на фиг.2 и 3, где а — сигнал эталонного гене" ратора 2; б — сигнал измерительного генератора 1; в — сигналы на выходе формирующего устройства 4 г — сигналы на выходе логического элемента

И 3; д - импульс, поступающий на интегратор 5 с выхода распределителя

6 импульсов; е — импульс, поступающий на измерительный генератор 1 с выхода распределителя 6 импульсов; ж - сигнал на выходе интегратора 5.

Устройство работает следующим образом.

В катушку индуктивности колебательного контура измерительного генератора 1, выполненную намоткой по наружной стороне цилиндрического каркаса, вносят пробирку с маслом, взятым из двигателя, для определения в нем концентрации ферромагнитных частиц. По полученной величине концентрации можно судить о степени износа двигателя. Распределитель 6 импульсов устанавливает нулевое начальное значение интегратора 5 и запускает на время сравнения измерительный генератор 1, совмещая при этом начальную фазу его выходного сигнала с начальной фазой выходного сигнала этапонного генератора 2.

Эталонный генератор 2 вырабатывает импульсы, скважность которых равна двум, а частота равна частоте импульсов на выходе измерительного гейератора 1 при отсутствии в датчике исследуемой пробы. Триггер 4 преобразует отрицательную полуволну гармонического сигнала измерительного генератора 1 в прямоугольные положительные импульсы той же частоты, скважность которых также равна ца в датчик частота выходного сигнала

5 85! 2 измерительного генератора.1 изменяется, и на выходе логического элемента И 3 появляются сигналы, длительность. которых ранна времени совпадения импульсов, поступающих от этапонного генератора 2 и измерительного генератора 1 через триггер. 4.

Далее после интегрирования интегратором 5 получают сигнал, пропорциональный изменению частоты измерительного щ генератора 1, обусловленному внесением исследуемого образца в датчик.

Затем по полученным значениям изменения частоты и тарировочным даняюм определяют искомую характеристику. 35

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность и чувствительность определения физических характеристик сред за счет уменьшения влияния явления захватывания на ре" 2î зультаты определения физических характеристик сред путем введения распределителя импульсов, с помощью которого устанавливают начальную фазу сигнала измерительного генера- 2$ тора равной начальной фазе сигнала эталонного генератора, и определения равности частот сигналов генераторов с помощью интегратора. Устройство позволяет использовать ЭВМ Зо при определении физических характеристик сред ввиду возможности пре ставления результатов измерения в цифровой форме, а также повысить качество диагностики машин и ме.ханизмов, работающих в жидкой смазке, без разборки путем определения

39 d концентрации и металлических продуктов износа в смазочном масле.

Формула изобретения

Устройство для измерения физикохнмических параметров, содержащее из-мерительный генератор, в колебатель" ный контур которого включен датчик„ и эталонный генератор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерения, в него введено формирующее уетройство, логический элемент И, распределитель импульсов, интегратор, причем к первому входу логического элемента через формирующее устройство подключен измерительный генератор, а ко второму - эталонный гене" ратор, выход логического элемента подключен к интегратору, вход распре- делителя импульсов подключен к эталонному генератору, первый выход со-, единен с измерительным генератором, а второй — с интегратором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIIA У 335565, кл. 324-2, опублик. 1967.

2. Канарчук В.Е. Определение износа автотракторных двигателей с помощью анализа проб картерного масла. Львов, изд-во Львовского государственного университета, 1 972, с.12- 13 (прототип).

851239

Составитель М. Кривенко редактор И. Михеева Техред С.Мигунова; Корректор Н. Бабинец

Заказ 6342/6 l Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР ио делам изобретений и открытий

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

Фьвнал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4