Кондуктометр

 

Союз Советскик

Социалистических

Реслублик

О fl И С А Н И Е 890209

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф .ъ с% (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.04.80 (21) 2918283/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

Ъ

G01 N27/02

Геаударстееенмй кемитет (53) УДК 543.257 (088.8) Опубликовано 15.12.81. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 25.12.81 по делан «эебретеннй и еткрмтий (72) Авторы изооретени я

Д. А. Дмитриев и Ю. Ф. Соколов (71) Заявитель (54) КОНДУКТОМЕТР

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и регулирования концентрации проводящих жидкостей непосредственно в технологическом аппарате в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известны кондуктометрические концентратомеры с датчиком погружного типа, помещаемым непосредственно в измеряемую жидкость, находящуюся в технологическом аппарате, обычно металлическом. 1О

Такие концентратометры содержат датчик, имеющий измерительную катушку индуктивности, наматываемую на каркас. С целью увеличения чувствительности внутри каркаса помещается ферритовый сердечник.

Данная катушка помещается в изолирующий ее от раствора электролита стакан из диэлектрического материала. Стакан с измерительной катушкой помещается в исследуемую жидкость, находящуюся в технологическом аппарате, в большинстве случаев металлическом.

Катушка индуктивности включается в схему, измеряющую изменения ее (катушки индуктивности) параметров в зависимости от удельной электропроводимости Ж, окружающей данную катушку проводящей жидкости. Изменение параметров (например добротности Q) измерительной катушки происходит за счет потерь энергии магнитного переменного поля на создание вихревых токов в окружающей жидкости. Кондуктометры с такими датчиками позволяют измерять электропроводимость хорошо проводящих жидкостей непосредственно в технологическом аппарате (1).

Однако кондуктометры с такими датчи-. ками не обладают линейной зависимостью выходного сигнала от величины измеряемой электропроводимости раствора и требуют необходимости индивидуальной градуирбвки каждого кондуктометра «по месту», так как объем взаимодействующего с внешним полем измерительной катушки раствора для каждого технологического аппарата различен, положение этой катушки относительно стенок металлического аппарата, а также относительно его выступающих металлических конструктивных элементов заранее не определено. Эти стенки и металлические час890209

Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения электропроводимости проводящих жидкостей и обеспечение линейной зависимости выходного сигнала.

Указанная цель обеспечивается тем, что кондуктометр, содержащий измерительную катушку индуктивности, намотанную на каркас и помещенную в диэлектрический изолирующий стакан, снабжен электромагнитным экраном, охватывающим диэлектрический изолирующий стакан с измерительной катушкои индуктивности, экран выполнен в виде полого тела, образованного вращением гиперболы вокруг оси измерительной катушки индуктивности, имеет отверстия и соединен с заземленным концом катушки. изображен

На чертеже схематически предлагаемый кондуктометр.

Кондуктометр имеет каркас 1 с ферритовым сердечником 2, намотанную на каркас измерительную катушку индуктивности 3, помещенную в диэлектрический изолирующий стакан 4, электромагнитный экран 5 с экваториальными отверстиями 6, шайбы 7, соединяющие изолирующий стакан 4 с электромагнитным экраном 5, стержень погружения 8. Для фиксации предлагаемого датчика в технологическом аппарате 9 с металлическими конструктивными элементами 10 служит фланец 11. Измери-ельная катушка 3 включается в измерительную схему 12.

Кондуктометр работает следующим образом. зю з$

l$

SO

S$ з ти существенно влияют на взаимодействие поля измерительной катушки индуктивности с окружающим объемом раствора, поглощая часть энергии поля и внося большие погрешности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является кондуктометр, содержащий измерительную катушку индуктивности, намотанную на каркас и помещенную в диэлектрический изолирующий стакан, который погружается в исследуемую жид- tO кость (2).

Такое устройство позволяет измерять удельную проводимость жидкости.

Однако кондуктометр с таким датчиком имеет большую погрешность измерений элект1S ропроводимости проводящих жидкостей, не имеет линейной зависимости выходного сигнала кондуктометра от измеряемого параметра и требует индивидуальной градуировки «по месту» из-за того, что объем взаимодействующего с внешним полем измеритель- gO ной катушки раствора для каждого технологического аппарата различен, положение катушки относительно стенок металлического технологического аппарата, а также относительно его выступающих металлических конструктивных элементов заранее не определен о.

Переменный ток, создаваемый измерительной схемой 12, протекая по измерительной катушке 3, создает вокруг нее переменное магнитное поле. Амплитуда этого поля неравномерно распределена вдоль длины измерительной катушки 3 (максимальна в центре катушки и по закону, близкому к гиперболическому, спадает к краям) . Высокочастотное электромагнитное поле, проникая в ограниченный электромагнитным экраном 5 объем исследуемой проводящей жидкости, наводит в ней вихревые токи, создающие вторичное магнитное поле, которбе, взаимодействуя с магнитным полем измерительной катушки 3, приводит к уменьшению индуктивности этой катушки.

Для выравнивания результирующего магнитного поля по длине измерительной катушки 3 форма электромагнитного экрана 5 должна способствовать уменьшению потерь высокочастотного магнитного поля пропорционально распределению амплитуды магнитного поля вдоль длины катушки 3. С этой целью и выбрана названная форма электромагнитного экрана. Измерительная катушка 3 совместно с емкостью измерительной схемы образует последовательный колебательный контур, который должен автоматически настраиваться в резонанс с частотой высокочастотного электромагнитного поля.

При настройке в резонанс контура, состоящего из измерительной катушки 3 и емкости измерительной схемы, определяется добротность измерительной катушки 3 (О), а по ней и электропроводимость жидкости.

"Таким образом, за счет применения в предлагаемом кондуктометре электромагнитного экрана, позволяющего ограничить объем взаимодействующей с магнитным полем измерительной катушки индуктивности исследуемой жидкости и исключающего влияние технологического аппарата, его металлических конструктивных особенностей, положения измерительной катушки индуктивности в технологическом аппарате на процесс измерения, по сравнению с известными устройствами повышается точность измерен и и электропроводи мости проводя щих жидкостей и линеаризовывается завис;мость выходного сигнала кондуктометра от измеряемого параметра.

Формула изобретения

Кондуктометр, содержащий измерительную катушку индуктивности с одним заземленным концом, намотанную на каркас и помещенную в диэлектрический изолирующий стакан, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения электропроводимости проводящих жидкостей и обеспечения линейной зависимости выходного сигнала, он снабжен электромаг890209

5 нитным экраном, в который помещены диэлектрический изолирующий ста1сан с измерительной катушкой индуктивности, выполненный в виде полого тела, образованного вращением гиперболы вокруг оси измерительной катушки индуктивности, причем экран имеет отверстия и соединен с заземленным концом катушки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заринский В. А., Ермаков В. Н. Высокочастотный химический анализ. М., «Наука», 1970, с. 74.

2. Десова А. А. Энциклопедия измерений, контроля и автоматизации.Bbm. 3, 1969, с. 3 (прототип).

Составитель Э. Скорняков

Редактор С. Тимохина Техред А. Бойкас Корректор А. Дзятко

Заказ 10958/69 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4