Устройство для измерения электропроводности жидкости

 

Союз Советсннк

Соцнапнстнческни

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ЕТЕЛЬСТВУ

<11855469

{61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 2803.79 (21) 2743485/18-25 с присоединением заявки Йо— (23) Приоритет

Опубликовано 150881. Бюллетень Й9 30

Дата опубликования описания 150881 (51)М. Кл3

G 0l N 27/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 543 ° 257 (088. 8) (72) Автор изобретения

Б.С. Первухин

>

1

Барнаульский филиал Опытного конструкторского., бюро автоматики (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ

ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к физикохимическим исследованиям и может быть применено для измерения электропроводности жидких технологических сред, применяемых в промышленности.

Известно устройство для измерения электропроводности жидкостей, содержащее источник переменного напряжения, компенсационный мост, одним из плеч которого является контактная кондуктометрическая ячейка, и индикатор баланса моста (1).

Однако в устройстве для определения активной составляющей сопротивления ячейки проводят раздельную 15 компенсацию активной и реактивной составляющей ее сопротивления, что трудоемко и требует для проведения измерения длительного времени, а это уменьшает точность измерения из-за значительного нагрева измеряемой жидкости проходящим через нее током.

Наиболее близким техническим решением является устройство для измере» иия электропроводности, которое содержит измерительный мост, в три плеча которого включены активные ,сопротивления, а в четвертое - ячейка, источник питания моста включен в диагональ моста, в другую диагональю моста включены два детектора, сумматор, измеритель (2).

Из-за несовпадения по фазе напряжения питания с током, протекающим через ячейку, напряжение на выходе преобразователя не будет пропорционально только активной составляющей сопротивления ячейки, что приводит к возникновению погрешности в результате измерения активного сопротивления ячейки. Погрешность измерения будет пропорциональна разности (cos 8 — созаь ), величина которой зависит от соотношения активной и реактивной составляющей сопротивления ячейки с жидкостью, а это приводит к непостоянству величины погрешности при измерении электропроводности жидкостей, имеющих различную величину удельного сопротивления или различный состав.

Цель изобретения — повышение точности измерения электропроводности жидких сред.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем измерительный мост, в три плеча которого включены активные сопротивления, а в четвертое - ячейка, источник питания мос-.а включен в диаго855469 наль моста, в другую диагональ моста включены два детектора, сумматор и измеритель, детекторы выполнены синхронными, причем измерительный вход одного из детекторов подключен к ячейке, а измерительный вход второго - к смежному плечу измерительного моста, синхронизирующие входы каждого из детекторов, соединены с активными сопротивлениями, образующими два других смежных плеча измерительного моста и включенными относительно диагонали питания моста последовательно элементом этого моста, к которым подключены входы соответствующих преобразователей напряжения, выходы преобразователей подключены к входам суммирующего устройства.

На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения электропроводности жидкости, содержащее генератор

1 переменного напряжения, синхронный детектор 2, активное сопротивление 3, контактную кондуктометрическую ячейку, активное сопротивление 5, регулируемое по величине активное сопротивление 6, синхронный детектор 7, сумматор 8, измеритель 9 напряжения (нуль-индикатор).

На фиг. 2 изображена векторная диаграмма, поясняющая работу прибора, где: ток 1„,протекающий через последовательно соединенные активные сопротивления 5 и б; ток 1 через последовательно соединенные активное сопротивление 3 и контактную кондуктометрическую ячейку 4,"

U>, U5 и U падения напряжения на соответствующих активных сопротивлениях 3, 5 и 6; UI, — падение Напряже; ния на контактной кондуктометрической ячейки 4, угол с6 сдвига фаз между токами 1„ и 1 угол сдвига фаз между током и напряжением на контактной кондуктометрической ячейке.

В устройстве контактная кондуктометрическая ячейка 4 и активные сопротивления 3 5 и б образуют измерительный компенсационный мост. Выход генератора 1 переменного напряжения соединен с диагональю питания измерительного моста, т.е. с соединениями активных сопротивлений 3 и 5, и контактной кондуктометрической ячейки 4 с регулируемым по величине активным сопротивлением 6. Измерительный.вход детектора 2 подключен параллельно контактной кондуктометрической ячейке, а его синхронизирующий вход параллельно активному сопротивлению 3, которое соединено, относительно диагонали питания измерительного моста, последовательно контактной кондуктометрической ячейке 4. Измерительный вход детектора

7 подсоединен параллельно регулируемому по величине активному сопротивлению б, а синхронизирующий вход параллельно активному сопротивлению

5, которое соединено относительно диагонали питания измерительного моста, последовательно регулируемому по величине активному сопротивлению )б. Выходы детекторов 2 и 7 соединены с входом измерения напряжения (нульиндикатора). устройство работает следующим образом.

С генератора 1 переменного напряжения, переменное напряжение Un .А а1пьй. подается на диагональ питания измерительного моста. При этом, через последовательно соединенные, относительно диагонали питания моста, активное сопротивление 3 и контактную кондуктометрическую ячейку 4 протекает ток 1< = В sin(u)t + c6), а через последовательно соединенные активные сопротивления 5 и б ток

20 1„ С в1пю t. Ha измерительный вход детектора 2 поступает напряжение

В s1n (м) t +al Ф ) На синхройизирующий вход этого преобразователя поступает напряжение

Я U> = R В з1п (

ЗО и Равно 0 »х.<

iv

U = — f(2 5 зл(031+0 - Р) дф+Оф о

«2Ь K

cocle.

Я5 IIpH этОм U,„î пропорционально проекции напряжения на ячейке Ug на направления тока 1,1, т.е. падение напряжения на активном сопротивлении ячейки U<, которое пропорционально активному сопротивлению контактной кондуктометрической ячейке с раствором. На измерительный вход детектора

? поступает напряжение Ut, = R„ Ñ е1пмй.

На синхрониэирующий вход этого детектора поступает напряжение с сопро45 тивления 5 0 и С ь!пи t и выходное напряжение с преобразователем 7 к2й с

u@z«= — (ii iiinet dWt.: к o и равно среднему значению входного напряжения. Для того, чтобы определить состояние равновесия моста,,необходимо сравнить напряжения с детекторов 2 и 7. Для этого используется сумматор 8, где эти напряжения сравниваются по величине. Разница напряжений U(L„b,„ и 0Ьы„ подается на измерительйый прибор. Из" меиением величины напряжения б выбирают такую его величину, при котоф) рой выходные напряжения с детекторов

2 и 7, пропорциональные активным составляющим сопротивлений контактной кондуктометрической ячейки и сопротивления б, а их разница и, следователЬно, выходное напряжение сумма855469

Формула изобретения

Составитель М. Кривенко

Редактор Н. Воловик Техред Л.Пекарь Корректор С. Корниенко

Тираж 907 . Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6894/59

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тора 8 равна нулю. В этом случае изменение сопротивления б прекращается и процесс уравновешивания моста заканчивается и мост уравновешен по активным составляющим сопротивлений, а изменение реактивных сопротивлений не влияет на результат уравновешивания. Величина активного сопротивления 6, при которой мост достиг состояния равновесия, равна активному сопротивлению контактйой коидуктометрической ячейки с раствороме

Устройство для измерения электропроводности жидкости, содержащее измерительный мост, в плечи которо.го включены активные сопротивления

1 и измерительная ячейка, источник питания моста соединен с диагональю моста, а другая диагональ соединена с двумя детекторами, сумматором и измерителем, э т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышекня точности измерения, детекторы выполнены синхронными, измерительный вход одного из детекторов соединен с ячейкой, измерительный вход другого - со смежным плечом моста, синхронизирующие входы каждого детектора соединены с активными сопротивлениями, образующими два других смежных плеча моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лопатин Б.A. Кондуктометрия, Новосибирск, 1964, с. 122.

2. Авторское свидетельство СССР

В 619842, кл. G 01 N 27/02, 1974 (прототип).