Устройство для измерения концентрации различных веществ

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19 ГО ЕНИ ов,В. Н технологиче скиненности8.8)свидетельство ССС Мф 65488957023,979,тельство СССР5 (прототип),с АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯКОНЦЕНТРАЦИИ РАЗЛ)1 ЧНЫХ ВЕЩЕСТВ, со.держащее генератор напряжения, резонанснуюсистему с емкостным датчиком и измерительным прибором, о т л и ч а ю ш е е с я тем,что, с целью повышения точности измерений,генератор напряжения выполнен в виде генератора звуковой частоты, а резонансная системав виде индуктивного параметрического генератора с емкостью в контуре,. который соединенс генератором звуковой частоты индуктивнойсвязью, а параллельно емкости параметрическо.го контура включен емкостный датчик последовательно с микроамперметром.Изобретение относится к физико.химическому анализу и может быть использовано дляанализа состава и свойств веществ, конкретнодля определения концентрации сыпучего материала. 5Известно устройство для определения концентрации диэлектрической проницаемости материалов, содержащее емкостной первичный преобразователь, конструктивно совмещенный с ав.тогенератором, выполненным по схеме с положительной обратной связью через отдельный усилитель, связанный с генератором общим резистором, перестраиваемый источник питания ичастотомер 11),Данное устройство не обеспечивает достаточную точность измерения, что обусловлено значительным влиянием на частоту стационарных коле.баний автогенератора нестабильности питающегонапряжения, факторов, оказывающих влияниена фаэовые сдвиги в отдельных звеньях автогенератора, частично шунтирование его контурасопротивлением коллекторной цепи усилителяна транзисторе,Наиболее близким к предлагаемому являетсяустройство для определения концентрации,содержащес генератор, связанный с резонансной системой, емкостный датчик и измерительный прибор 21.Недостатком устройства является невысокаяточность, обусловленная сложностью сопоставления результатов измерений тока, проводимых,па различных высоких частотах, нестабильностьючастоты высокочастотного генератора, возможностью возникновения резонансной поляризации частиц исследуемого вещества при высокочастотных колебаниях в колебательных контурах.Кроме того, данное устройство характеризуется узким диапазоном измерения, что обусловлено частотной характеристикой системы, состоялей из двух соответственно растроенныхконтуров.Цель изобретения - повышение точности иэ.мерения,1Поставленная цель достигается тем что в устройстве для измерения концентрации различныхвеществ, содержащем генератор напряжения, резонансную систему с емкостным датчиком иизмерительный прибор, генератор напряжениявыполнен в виде генератора звуковой частоты,а резонансная система - в виде индуктивногопараметрического генератора с емкостью в контуре, который соединен с генератором звуковойчастоты индуктивной связью, а параллельно ем.кости параметрического контура включен в емкостный датчик последовательно с микроампер. 55метром,На фиг. 1 приведена схема устройства; нафиг, 2 - зависимость тока в параметрическом контуре индуктивного параметрического генера.тора от суммарной емкости,Повышение точности измерения возникаетза счет того, что изменение емкости датчика(концентрации контролируемого компонента)в определенном диапазоне емкостей влечет засобой лишь изменение величины тока в параметрическом контуре индуктивного параметрического генератора при неменяющемся значении частоты колебаний, А это значит, что измерение значений тока, соответствующих определенным величинам концентрации контролируемого компонента, ведется на одной частотеи тем самым устраняются погрешности, возни.кающие при сопоставлении результатов изменения тока, присущие устройствам с системойрасстроенных резонансных контуров.Устройство для измерения концентрацииконтролируемого компонента сыпучей смеси со.стоит из генератора звуковой частоты 1, инхук.тивного параметрического генератора (ИПГ) 2,выполненного на трансформаторах 3 и 4, первич.ные обмотки 6 и 7, которого соединены междусобой последовательно согласно, а вторичные,8 и 9 - последовательно встречно, и конден.саторе 5, микроамперметра 10; переключателя11 "Измерение - проверка", резистора нагрузки12 и емкоетного датчика 13.Устройство работает следующим образом.При включении генератора звуковой частотына обмотки возбуждения 6 и 7 подается синусоидальное напряжение, под действием которого в контуре обмоток 8 и 9 и конденсатора5 возбуждаются параметрические колебания счастотой, кратной частоте генератора 1, В этомслучае рабочая точка контура 8, 9, 5 находится в точке А, ток в контуре равен ) к, азамкнутые контакты 14 и 15 переключателя11 создают цепь проверки работоспособностипредлагаемого устройства, осуществляемой поотклонению стрелки микроамперметра 10, поз.воляющую также с помощью потенциометра 17установить исходный режим колебаний в параметрическом контуре ИПГ при измененияхтемпературы и влажности, При размыканииконтактов 14 и 15 и замыкании контактов 14и 16 емкостный датчик 13 подключается параллельно конденсатору 5, однако до заполнениядатчика исследуемым материалом цепь измерения концентрации остается разомкнутой истрелка прибора 10 находится в нулевом положении. Если между электродами датчика поместить образец, то цепь измерения концентрациизамкнется, и емкость параметрического контураИПГ останется равной Ск = Со + С,где Со - емкость конденсатора 5;С 1 - емкость испытуемого образца.-( кф ЬЗс,с Х-:Р 7 оставитель В. Гусев хред А,Ач ректор О. Тиг дактор Л, Авраменк 031/46 Тираж 873 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открьггий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская набЗака одписн 4/5 тент", г. Ужгород, ул. Проектн иал 3 1061При этом частота колебаний в параметричес. ком контуре ИПГ не изменяется, рабочая точка перемещается в точку А, ток в контуре 8, 9,5 увеличивается на Ь 3, а стрелка микроам. перметра показывает отклонение соответствую- щее Следовательно, по этому сигналу можно определить емкость испытываемого образца, а зна. чит и концентрацию контролируемого компонента.( 030 4Представленная на фиг. 2 зависимоаь вели.чины тока в резонансном контуре ИПГ от емкости этого контура, область существованиярезонансных колебаний в режиме удвоениячастоты показывает, что емкость испытываемогообразца мзжет составлять 0,05-0,7 емкостиконтура ИПГ, что обеспечивает довольно широ.кий диапазон измерений, производимых на одной частоте.Устройство имеет следующие преимуществаперед известными: возможность определять мИ- лыв количества вещества (менее 0,05% контро.лируемого компонента от общей массы смеси) повышение точности определения концентрапий, рас.ширение функциональных возможностей устройства,