Устройство измерения электропроводности жидкости
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистических
Реслублнк
<л949464
Аф сг:
Г (6)) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03. 09. 80 (21) 2978586/18-25
Р1 М К з с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет
G 01 N 27г02
Государственный комитет
СССР ио делам изобретений и открытий
Опубликовано 070882. Бюллетень № 29 (53) УДК 541. 133 (088. 8) Дата опубликования описания 07.08.82
Ф (72) Авторы изобретения
В.Я.Купер, С.A.Ïîïoâ, М.Г.Рубцов, Е.И.Татаренко и В.Д.Смирнов (71) Заявитель
Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ
ЖИДКОСТИ
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения электропроводности жидкости в гидрологических измерительных приборах, а также может быть использовано при физико-химических исследованиях и в системах контроля технологических процессов.
Известно бесконтактное устройство измерения электропроводности жидкости, содержащее трансформаторный датчик электропроводности, генератор, измерительный прибор (1).
Недостатком устройства является большая погрешность измерения иэ-за нестабильности амплитуды и частоты генератора возбуждения, а также изменения параметров обмоток и магнитных сердечников трансформаторов в диапазоне изменения температуры и давления.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является бесконтактный измеритель электропроводности жидкости, содержащий трансформаторный датчик с двумя основными обмотками и дополнительной обмоткой; в цепи которой включен через ключ резистор, измеритель (2). 30
Однако точность устройства зависит от точности изготовления элементов схемы компенсации и стабильности характеристик применяемых элементов.
Цель изобретения — повышение точности измерения электроправодности жидкости.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее трансформаторный датчик электрапроводности с двумя основными идентичными обмотками и третьей дополнительной обмоткой, в цепь которой включен образцовый резистор, последовательно соединенный с ключом, введены переключатель, линейный преобразователь составляющих комплексного сопротивления датчика в период, вычислительное устройство и блок управления, причем переключатель .соединен с обеими обмотками датчика, выходы переключателя подключены к входу преобразователя, выход которого подключен к информационному входу вычислительного устройства, а выходы блока управления — к управляющим входам ключа, переключателя и вычислительного устройства.
На чертеже изображено предлагаемое устройства.
949464
Устройство для измерения электропроводности жидкости содержит трансформаторный датчик 1. электропроводности с витком воды 2, дополнительную .обмотку 3 с образцовым резистором 4, ключ 5, переключатель 6 с двумя парами входов и двумя выходами, линейный преобразователь 7 составляющих комплексного сопротивления последовательно включенных основных обмоток 8, 9 трансформаторного дат- 10 чика в период, вычислительное устройство 10 и блок 1 1 управления.
Первая пара входов переключателя
6 подключена к обмотке 8 трансформаторного датчика 1, вторая пара входов — к обмотке 9, выходы переключателя 6 подключены ко входу линейного преобразователя 7 составляющих комплексного сопротивления последовательно включенных обмоток 8, 9 трансформаторного датчика в период.
Выход линейного преобразователя подключен к информационному входу вычислительного устройства 10, а выходы блока управления 11 к управляющим входам ключа, переключателя и вычислительного устройства. Выход вычислительного устройства является выходом устройства измерения электропроводности жидкости ° 3G
Устройство работает следующим образом.
Измерение производится в 3 такта.
Сначала к входу линейного преобразователя 7 с помощью переключателя 6 подключаются обмотки 8 и 9 трансформаторного датчика 1, соединенные согласно. Полное сопротивление обмоток датчика, соединенных согласно, представляет собой параллельное соединение индуктивности Ь, равной сумме индуктивностей обмоток, и активного сопротивления R численно равного сопротивлению витка воды, умноженному на отношение суммарнойиндуктивности обмоток L к индуктивнос"5 ти витка воды L>. В этом случае период колебаний на выходе линейного преобразователя 7 определится выражением
Т. =К (LgOB+ )+hT, где К и а — коэффициенты, определяемые параметрами элементов линейного преобразователя 7;. 55
1 бs = — — электропроводность витка
R воды 2;
hT — аддитивная погрешность преобразования.
Затем с помощью ключа 5 замыкается на образцовый резистор 4 дополнительная обмотка 3 и снимается второй резупьтат измерения
Т =К (Ьв ((>>+Gz ) +аИ+ат, 65
1 где б = — — электропроводность
osp образцового резистора 4.
В третьем такте обмотки 8, 9 датчика соединяются встречно, при этом полное сопротивление обмоток равно их суммарному индуктивному сопротивлению Х ., дополнительная обмотка с
Ro размыкается. Период колебаний
Т составит т = КаЬ + hT По сигналу с блока 11 управления вычислительное устройство 10 производит обработку результатов отдельных измерений по следующему алгоритму
1 Я.
Измерялась проводимость раствора электролита (нормальная морская вода СО=19,373%). Измерения велись с помощью .трансформаторного датчика электропроводности, имеющего дополнительную обмотку, в цепь которой включен образцовый резистор.
Полное сопротивление дополнительной обмотки с образцовым резистором равно R + =75,16 Ом. Период колебаний на выходе линейного преобразователя составляющих комплексного сопротивления в период регистрировался с помощью частотомера ЧЗ-35 A.
В первом такте измерения обмотки
8, 9 датчика включались согласно, и период на выходе линейного преобразователя был равен
T =«Lg% +Ь)+ат
Во втором такте замыкалась дополнительная обмотка с образцовым резистором, и период был равен
Т, =К (Ьэ (Qs+ 606p ) +аХ )+ДТ
В третьем такте дополнительная обмотка размыкалась, а обмотки 7, 8 датчика включались встречно..Период был равен
ТЗ= KaL + ат
Величина искомой проводимости витка воды рассчитывалась по формуле (Ь=: (об
Т4 ТЕ О г
Величина удельной электропроводности воды рассчитывалась по формуле
5y+= m6 g. где m — постоянйая датчика.
Результаты измерений сведены в таблицу.
Новое включение трансформаторного датчика, а также использование новых элементов - переключателя с двумя парами входов и двумя выходами, линейного преобразователя ,составляющих комплексного сопротивления последовательно включенных обмоток трансформаторного датчика
949464
2, 901 0 С 92,3765 87,8707 101,8385 2,794.10 2,901 35 76,5225 6,145.10 6,380 6,381 Формула изобретения 25 ВНИИПИ Заказ 5735/30 Тираж 887 Подписное Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4 в период, вычислительного устройства и блока управления полностью устраняет погрешности, обусловленные нестабильностью параметров элементов линейного преобразователя, входящих Устройство измерения электропроводности жидкости, содержащее трансформаторный датчик электропроводности с двумя основными идентичными обмотками и дополнительной обмоткой, в цепь которой включен образцовый резистор, последовательно соединенный с ключом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены переключатель, линейный преобразователь составляющих комплексного сопротивления датчика, вычислительное устройство и блок управления, .ричем переключатель соединен с в коэффициенты К и а, нестабильностью индуктивности обмоток датчика и индуктнвности витка воды, определяемыми параметрами магнитопроводов,а также ад5 дитивная погрешность преобразования. обеими обмотками трансформаторного датчика, выходы гереключателя подключены к входу преобразователя, выход которого подключен к информационному входу вычислительного, устройства, а выходы блока управления — к управляющим входам ключа, переключателя и вычислительного устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертиз 1. Авторское свидетельство СССР У 595668, кл. G 01 К 27/02,. 1972. 2. Маклаков A.Ô., Снежинский В.А. и Чернов Б.С. ОкеанограФические приборы. Л., Гидрометеоиздат, 1975, с. 261-270 (прототип).
