Кондуктометр

(53) УДК 543.257 (088,8) Опубликовано 15.12.81. Бюллетень 46Дата опубликования описания 25.12.81 по делан лэебретеннй и еткрнтий(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. 10Такие 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 О) 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 градуировки 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 час 890209Целью 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 эюзя изолирующий стакан с измерительной катуш- н кои индуктивности, экран выполнен в виде полого тела, образованного вращением гиперболы вокруг оси измерительной катушки индуктивности, имеет отверстия и соединен с заземленным концом катушки. На чертеже схематическипредлагаемый 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. Измеризельная катушка 3 включается в измерительную схему 12.Кондуктометр работает следующим образом. изображен 45 50 5 зти существенно влияют на взаимодействиеполя измерительной катушки индуктивностис окружающим объемом раствора, поглощая часть энергии поля и внося большиепогрешности,Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому результату является кондуктометр, содержащий измерительную катушку индуктивности,намотанную на каркас и помещенную в диэлектрический изолирующий стакан, который погружается в исследуемую жид фкость 2,Такое устройство позволяет измерятьудельную проводимость жидкости.Однако кондуктометр с таким датчикомимеет большую погрешность измерений элект 1 Зропроводимости проводящих жидкостей, неимеет линейной зависимости выходного сигнала кондуктометра от измеряемого параметра и требует индивидуальной градуировки по месту из-за того, что объем взаимодействующего с внешним полем измеритель- оной катушки раствора для каждого технологического аппарата различен, положениекатушки относительно стенок металлического технологического аппарата, а также относительно его выступающих металлическихконструктивных элементов заранее не определено. 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 (0), 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 й электропроводи мости проводя щих жидкостей и линеаризовывается завис;мость выходного сигнала кондуктометра от измеряемого параметра.Формула изобретенияКондуктометр, 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 электропроводим ости проводящих жидкостей и обеспечения линейной зависимости выходного сигнала, он снабжен электромаг890209 5нитным экраном, в который помещены диэлектрический изолирующий ста 1 сан 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. 6Источники информациипринятые 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.вып. 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 - 35, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4