Устройство для определения содержания компонента в растворе

СОЮЗ СОВЕТСНХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК Щ)5 С 01 И 22/00 ИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТВУ ыбалко 3=ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ 1 МНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВЙД(71) Киевский технологический институт пищевой промышленности(56) Бензарь В.К, Техника СВЧ-влагоиетрии. - Минск: Высшая школа, 197О 74с. 248, рис. 184,Брандт А.А. Исследование диэлектриков на СВЧ. - М.: Г 1 ФМЛ, 1963,с 234 рис. 1 о 5,(54) УСТРОЙСТВО ДЛн ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КОМПОНЕНТА В РАСТВОРЕ(57) Изобретение относится к технике измерений с помощью СВЧ. Цель,изобретения - расширение диапазоназначений измеряемого параметра исокращение времени измерений. Устройство для определения содержаниякомпонента в растворе содержит волноводный мост 2, входное плечо которого соединено с выходом СВЧ-генератора 1 в одном из боковых плеч уста,ЯО,.;, 1707514 новлена эквивалентная нагрузка 4,в другом - измерительная ячейка 3, ак плечу разуостного сигнала последовательно подключены детектор 5, компаратор 6 напряжения, вход опорногосигнала соединен с выходом источника 7 опорного напряжения, запирающийдиод 8, разделительный конденсатор 9,усилитель 10 и индикатор 11. Мост 2предварительно настраивается на равновесие при помещении в ячейку 3 чистого растьорителя, при изменениисвойств вещества, помещенного в ячейку 3, появляется сигнал разбаланса,являющийся мерой этого изменения.В случае значительного превышениясигнала разбаланса величины опорногонапряжения на выходе компаратсра 6погаляется напряжение, постояннаясоставляющая которого смещает запирающий диод 8, уменьщая его сопротив.ление, в результате чего напряжениепеременной составляющей не попадаетна усилитель 1 О, что предохраняетусилитель 10 от перегрузок. 1 ил..Изобретение относится к техникеизмерений на СВЧ и может использоваться в пищевой промышленности.Цель изобретения - расширение ди 5апаэона измеряемых значений компонента и сокращение вреиени измерений,На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема устройства дляопределения содержания компонента врастворе.Устройство для определения содержания компонента в растворе содержитСВЧ-генератор 1, волноводный мост 2с измерительной ячейкой 3 в боковомплече и эквивалентной нагрузкой 4в другом плече, детектор 5 в плечераэностного сигнала, компаратор 6напряжения, источник 7 опорного напряжения, запирающий диод 8, разделительный конденсатор 9, усилитель 10и индикатор.Устройство работает следующимобразом. 25Напряжение от СВЧ-генератора 1 поступает на входное плечо волноводногомоста 2, используемого в качествекомпаратора. нагрузок в боковых плечах моста 2, создаваемых измерительной ячейкой 3 и эквивалентной нагрузкой 4, В плече раэностного сигналамоста 2 сигнал возникает только приразличии нагрузок в боковых плечах.Если нагрузка моста 2, создаваемаяпотерями СВЧ-энергии в измерительнойячейке 2 с исследуемым растворои, равна эквивалентной регулируемой нагрузке 4, то сигнал в плече разностногосигнала моста 2 отсутствует. В случаеих неравенства сигнал в плече разностного сигнала появляется, и при этомего величина характеризует степеньнеравенства нагрузок в боковых плечах, Если мост 2 первоначально настро 45ить, регулируя нагрузку 4 на равновесие, при котором нагрузки плеч равны (раэностный сигнал отсутствует) ипри котором в измерительной ячейке 3находится чистый растворитель, то50при изменении свойств раствора визмерительной ячейке 3, например, засчет изменения содержания компонентавеличина сигнала,в плече разностногосигнала моста 2 будет мерой этогоизменения, что позвол,ет измерять со-,55держаниь компонента в оастворе. Измерительный разностный сигнал СВЧпоступает на детектор 5, на котором выделяется низкочастотная информационная измери 1 ельная составляющая,поступающая на компаратор 6 напряжения, где она сравнивается по величине с опорным напряжением регулируемого источника 7, и далее г. выхода коипаратора 6 через разделительный конденсатор в виде переменной составляющей измерительного напряжения подается на вход усилителя 10; Постоянная составляющая выходного напряжениякомпаратора 6 в описанном режиме измерения запирает диод 8, смещая его переход обратно так, чтобы его сопротив.лением было высокии. Благодаря этому иэиерительная переие ная составляющая напряжения приложена по входуусилителя 1 П, который усиливает еедо величины, достаточной для приведения в действие индикатора 11 со шкалой, по деле .иям которой судят осодержании компонента в растворе. Если в измерительной камере 3 будет находиться другое вещество, то для измерений содержания компонента опять требуется предварительно по чистому растворитегю настроить мост 2 на равновесное состояние, регулируя нагрузку 4, а затем и диапазон измерений изменить с помощью источника 7 опорного напряжения, регулируя величину его выходного напряжения. Если в измерительной ячейке 3 моста 2, настроенного на диапазон работы с определенным веществом, освободить измерительную ячейку 3, что бывает после измерения содержания компойента в данной пробе раствора вещества перед следующим измерением, то в волноводном мосте 2 наступает максимальное неравенство нагрузок боковых плеч, как при пустой измерительной ячейке 3 условия затухания в ней существенно отличается от прежних, а эквивалентная нагрузка остается прежней. Это,приводит к появлению в плече разностного сигнала максииальной величины, который многократно превышает измерительный разностный сигнал и выходит за пределы диапазонаизмерений, установленного величиной опорного напряжения на входе компаратора 6. На выходе компаратора 6 появляется напряжение как результат приложения к входу превышающего диапазона разностного сигнаг 1 а, постояннаясоставляющая которого в этом случае1707514 Формула изобретения Составитель Р, Кузнецова Редактор Н. Лазаренко Техред Л.СердюковаКорректор И. СамборскаяЗаказ 263 Подписное Тираж ВНИИПИ Государ -,венного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, ЖРаушская наб. д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул.Гагарина, 191 смещает запирающий диод 8 прямо,уменьшая его сопротивление, в результате чего выход компаратора 6 окаэы.вается соединенным с общей точкойсхемы, и напряжение переменной составляющей не попадает на вход усилителя 11, который по переменной составляющей оказывается тоже соединенным с общей точкой схемы и отсоединен ным от разностного сигнала. Это устраняет возможную перегрузку усилителя 10 по входу и предохраняет его.Гсли теперь заполнить измерительнуюячейку 3 раствором с содержанием 15компонента в пределах диапазона измерения, то сигнал в плече разностного сигнала моста 2 опять отражает содержание компонента, а весь измерительный тракт разностного сигнала,состоящий из детектора 5, компаратора 6 с источником 7, диода 8 иусилителя 10, готов к измерению мгновенно, а не через некоторое время,как было бы после режима перегрузки 25 Устройство для определения содержания компонента в растворе, содержа щее С 8 Ч-волноводный мост, входное плечо которого соединено с СВЧ-генератором в одном боковом плече котор)го размещена эквивалентная нагрузка, а в другом - измерительная ячейка, в плече раэностного сигнала установлен детектор, а также усилитель, подключенный к индикатору, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расшире ния диапазона измеряемых значений компонента и сокращения рремени изме рений, введены компаратор напряжений вход которого соединен с выходом детектора, а вьскод - с входом усилителя, источник опорного напряжения, выход которого подключен к опорному входу компаратора напряжений, и эа - пирающий диод, включенный между выхо дом усилителя и общей шиной.