Высокочастотное устройство для измерения концентраций проточных растворов

ЗО 5385 Союз Соеетокнз Соцналиотичеокнз РеиубликЗависимое от авт. свидетельства1376059/23-26) Заявлено 14.Х 1.196 1 ПК б 01 п 27/О и М с присоединением з риоритет Комитет оо деламбретений н открытийк Сиате ЦиииотровСССР ДК 66.02-967,012.1;541,.12.035(088.8)Опубликовано 04.Ъ 71. Бюллстеь18 1 д.Х.1971 Дата опубликования описаи Авторызобрстеия инский лко НАЯЗаявитель дена Л ина институт геохимии и аналитическои химии им. В, И. Вернадского ЫСОЕОЧАСТОТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕН КОНЦЕНТРАЦЙЙ ПРОТОЧНЫХ РАСТВОРОВИзобретение относится к области хиоНческого машиностроения и приборостроения.Известны высокочастотные устройства для измереия концентрации проточных растворов, содержащие датчики и блок управления, 5Предлагаемое устройство отличается тем, что колебательный контур при необходимости осуществления резонанса в цепи связан с варикапом, включенным параллельно катушке индуктивности и измерительной ячейке, и по мещен в отдельный блок. Это позволяет осуществлять дистанционные измерения, Детектор сигнала может быть связан с детектороя опорного напряжения, снимаемого с коГгура высокочастотного генератора. 151-1 а чертеже представлена принципиальная схема прибора.При конструировании высокочастотного устройства для решения конкретных аналитических задач должны учитываться соответству ющие требования к точности и чувствительности измерений, диапазон измеряемых концентраций и условия эксплуатации датчика (взрывоопаснос 1 ь, агрессивность среды и Т. Д.). 25Бысокочастотое устройство имеет блок и- танич, автогенератор синусоидального апряжеш:я, рабоч 1 ш контур с датчиком (51 чейко 1) и пзмерительпую схему. Последняя представляет собои комбинацию вольтметра с соотвст ствующей коммутацией для настройки и последующей подготовки прибора для измерений электророводости, диэлектрической роницаемости или их суммарной величиы.Блок питан 1 я а осове выпрямителей с двойной стабилизацией напряжения (с помощью феррорезоасого стабилизагора и кремниевых стаоилит 1 онов) выдаеГ .1 схему на 1 яжения - 20 ь для 1 таия гее 1,1 то 1 а и +70 в для управления варкапом (при аст 101 Не 1 абочего конту 1 а на резо 2 с) 11 О о переменного аряжсия для итан 11 я дикаторной ламочки,АВтогене 1 аОр синусоидального напр 5 тке 1 едназначе для подачиных колебании посредством коаксиальн 01 О к 1 беля а рабочий контур, в цепь которого включен датчик. 0 собран по двухтактиой схеме с положпгельой обратной связИо 2 Г 10 лу 1 ОВОдпиковых т 1 иодах П и Пз, Д 251 стаблпзац 1111 частоты В цепи Ооратой св 52 включены кварцевые резоаторы К 1 и Ьз. С целью повышения стабильности работы гене. ратора устаавлвают частоту генерируемого сигала В Осу Гс гвин НВа цев больше 1:О:1- нальн 011 часс)ГЬ 1 па СО - 500 кГ 1,. СоРОтивлсИЕ Яз, ВКЛЮЧЕН 02 В ЦЕПЬ ЭМИТТЕТОВ ТРИОДОВ П, и П, создает отр 1;цатсльпу 1 о обрап 1 ую сВязь и тем самьм уз 1 спьшает пелинсйпыс искакения. Р,роме того) это соп 1 отпВлснпе слу 305385жит для температурноЙ стаоилизации раоочей1 асто; а аи 10 генератора Определяется собствс;шой 1 астотой кварцевых резонаторов и и пашем случае равна 5,11 г 11,Всг 1 ичппа ОпорнОГО 11 апря 2 кения и напряяыния на детекторе рабочего контура, настроенного в резонанс приблизительно одинакова и раина б в,Рабочий контур представляет собой частотно-избирательную цепь с электронной настройкой, осноьапной на использовании барьерной емкости варикапа, зависящей от приложенного к псму опорпого напряжения.Для дистанцио 11 ной подачи управляющего напряжения на варикап используется коаксиальпый кабель, соединяющий выходную обмотку генератора с рабочим контуром.В зависимости от настройки рабочего контура па резонанс при включенной ячейке с исходным раствором управляющее напряжение 1"1 змепястся от 45 до б 0 в. При больших значениях управляющего напряжения и указанном диапазоне его изменения достигается: плавная настройка рабочего контура, температурная стабильность (ТКЕ) варикапа, достато:шый коэффициент перекрытия по электрическим параметрам исходных растворов, максимально возможная чувствительность измсренпй. Зто обусловлено высокой крутизной левого спада резонансной кривой рабочего контур в результате небольшого сдвига квазирезопапсной частоты. Для повышения добротности рабочего контура применено его неполное включение как в цепь выходной обмотки генератора, так и в цепь детектора. С этой же цель 10 оптимально подбирается конденсатор связи С. Продетектированное напряжение высокой частоты снимается с потенцпомегра Я 9 и подается в цепь вольтметра, Потенциометр Я, является нагрузкой детектора ЕЭ и частью нагрузки детектора Р 1. Одновременно Я 9 и спаренный с ним потенциометр Л; служат для установки нуля вольтметра. Такое построение измерительной схемы уменьшает шунтирование рабочего контура и тем самым повышает его добротность. Потенциометр Л 8 предназначен для подачи сигнала на самописец. Для расширения пределов измерения вольтметра служит переключатель, с помощью которого изменяются добавочные сопротивления Я 1 з - 1 в. Высокочастотное напряжение с выходной обмотки генератора посредством коаксиального кабеля длиной свыше 100 л подается на рабочий контур и одновременно используется после детектирования для получения опорного напряжения. Такой метод получения опорного напряжения повышает стабильность работы устройства и делает возможным измерения на более чувствительных пределах вольтметра. Малое выходпое сопротивление генератора и неполное включение в его цепь рабочего контура позволяет осуществлять измерения с коаксиальным кабелем значительной длины (свыше ста метров), что и решает проблему дистапцион 5 1 О 15 го г 5 зо 35 40 45 50 55 60 65 ного контроля рас 1 воров, Рабочий контур с датчиком смоптпровап и отдельном:1 сбольшом кожухе. Остальные блоки выполнены в виде отдельного прибора пастольпого типа, Все р 1 ки праилспп 11 и измср 11 тсль 11 а 11 10.10 вка распо;1 ожепы па персдпсЙ папслп, Гнезда для включения самописца и шнур сетевого питания выведены на задшою стенку шасси. Ячейка заполняется исходным раствором с пзгестной концентрацией вещества. После электрического соединения двух частей прибора включается вилка шнура в сеть 220 в. Тумблер Т 1 устанавливают в положение включения, при этом должна загореться индикаторная лампочка. Тумблер Т; устанавливается в положение настройка (нижптее положение) и ручкой настройка (потснциомстр Р) производят настройку рабочего контура па резонапс по максимуму отклонения стрелки вольтметра, Затем тумблер Т 2 переводят в верхнее положение работа и ручкой устапоика нуля (потенциометр Я,) устанавливают нуль вольтметра. После продела 1 шых операций производят измерение коп 1,с 1 гграцип растворов, пользуясь калибровочным графиком.В качестве примера приведеп калибровочный график, снятый на макете высокочастотного устройства для водных растворов НС в интервале концентрации 10 в " - 5 10 в ".Основные технические данные высокочастотного устройства Питание прибора отсетин апряжспис 220 в (10%30%)частота 50 г 11Потребляемая мощ б ваттность от сетиЧастота автогеперато 11 ги,раАмплитуда автогепера втора па нагрузке в75 О.11Дрейф после часовой 1%работыДиапазон измеряемых 10 -- 10 -концентраций по НС 1(для данного датчпка)Предлагаемое высокочастотное устройствопри условии оформления его в виде установки промышленного типа может найти разнообразные применения для дистанционногоавтоматического контроля проточных сред вхимической и других отраслях промышленности. Сюда относятся бинерные системы -водные растворы кислот, солей оснований,смеси двух растворителей с различной величиной диэлектрической проницаемости, раствора электролитов в органическом растворителе и т, д, Такое устройство при надлежащем оформлении погрузочного датчика и вводе элементов термокомпенсации в его схемуможет быть использовано для контроля заходом реакции, например, в процессе органического сгп 1 теза. При использовании электрон305385 оставитель Л. Мовча едактор Т. Гаврикова Техред Л. Я. Левина Корректор Т. А. Абрамо аказ 2644/9НИИПИ Комитета Изд.844 Тираж 473 делам изобретений и открытий прп С Москва, Ж, Раушская наб., д, 4,5 Подписное ете Министров СССРТипография, пр, Сапунова ных самописцев изодромного или пропорционального типа промышленные образцы описанного выше высокочастотного устройства могут быть применены для автоматического регулирования состава растворов и дистанционного управления технологических процессов. Предмет изобретения1. Высокочастотное устройство для измерения концентраций проточных растворов, содержащее датчик и блок управления, от,гичаюцееся тем, что, с целью осуществления дистанционных измерений, колебательный контур при необходимости осуществления резонанса в цепи связан с варикапом, включенным параллельно катушке индуктивности и измерительной ячейке, и помещен в отдельный блок,2. Высокочастотное устройство по п. 1, от,гичающееся тем, что детектор сигнала связан 10 с детектором опорного напряжения, снимаемого с контура высокочастотного генератора.