Устройство для определения физико-химических параметров различных сред

Оп ИСАНИ ИИЗОВВЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл, С 01 Х 35/60 удврствеииый кемитвт СССР делам иавбрвтеиий и еткрытийетень. М 14 Опубликовано 15.04,82, БюллДата опубликования описания 53) УДК 545 5(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИ ПАРАМЕТРОВ .РАЗЛИЧНЫХ СРЕД . Х ционн ходнь ых явлении, нелинх сигналов при измических параметрим диапазоном по еиности вымерении Физов. сред сэлектрическ ко-хи больш прово Наи димости и т.д, иболее близким к и тся устройство, со е датчик, операцио в режиме генератор напряжения, соедин астотомера, выход емоме яв ныи усили переменнный с вхв се тель ного торого ч д р ка подкбору 21.Недостатками этого устройст принцип действия. которых основ на частотном кондуктометрическ тоде измерения, являются нелин ная зависимость частотных сигн от измерения электрической про мости измеряемых сред снижает ность измерения; зависимость р решающей способности от вида и няемых частотно-задающих цепоч л одиочзимеКИзобретение относится к устройствам для определения Физико-химических параметров жидких, сыпучихи твердых сред кондуктометрическимметодом и может быть использованодля научных исследований свойствэтих сред, контроля технологическихпроцессов в горной, химической,металлургической, медицинской,пищевой, атомной, строительной и других отраслях промышленности,Известны устройства для иэмеренивлажности сыпучих материалов,со-:держащие генераторы йеременного напряжения, питающие измерительныесхемы с датчиками 1 1,Недостатками данных устройств,принцип работы которых основан наизмерении тока в цепи датчика,включенного в измерительную схему,являются зависимость метрологических характеристик (точности и стадбильности) измерения от воздействий внешних факторов, поляризаобраэователь постоянного то лючен к регистрирующему при3 92052 зависимость стабильности измерений от внешних Факторов; необходимость применения определенных частотно", задающих цепочек в случае заземления датчика, что снижает Функциональные возможности, устройств.Цель изобретения - повышение точности, раэрещающей способности и . стабильности измерений.Цель достигается тем, что в уст ройстве, содержащем датчик, операционный усилитель в режиме генератора переменного напряжения, соединенный с входом частотомера, выход которого через преобразователь постоянного тока подключен к регистрирующему прибору, датчик использован в качестве резистора интегрирующей частотно-задающей КС-цепочки операционного усилителя и включен в отрицательную обратную связь между выходом и инвертирующим входом усилитЕля, а конденсатор интегрирующей частотно-задающей КС"цепочки включен между инвертмру- у ющим входом усилителя и общим проводом усилителя ,причем при необходимости заэемляется или общий провод операционного усилителя, или .выход усилителя с датчиком. где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров элементов усилителя.С выхода операционного усилителя 1 сигнал с частотой, пропорциональной электрической проводимости измеряемой среды, поступает на вход частотомера 6 и далее через преобразователь 7 постоянного тока - на регистрирующий прибор 8,Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность измерений в 2-3 раза, благодаря линейной зависимости измерения выходного сигнала от изменения Физико- химических параметров, а следовательно, и электрической проводимости исследуемых сред, и добиваться высокой помехоустойчивости, Кроме того, разрешающая способность устройства повышается в 3-5 раз при увеличении стабильности измерений в несколько раз, Более того, использование предлагаемого изобретения позволяет шире применять кондуктометрический метод измерения в сочетании с элементами вычислительной техники в различных. областях народного хозяйства, научных исследованиях. На Фиг. 1 представлена принципи-. альная схема предлагаемого устройства с заземленным общим проводом усилителя, на Фиг. 2 - то же, с за, земленным вцходом операционного уси- Зф лителя с датчиком.Устройство включает в себя операционный усилитель 1, интегрирую щую частотно-задающую КС-цепочку 2, представляющую последовательно40 соединенные датчик 3 с конденсатором 4, резистор 1 положительной об ратной связи усилителя, частотомер 6, соединенный через преобразователь 7 постоянного тока с регистри- ф рующим прибором 8.- При вцходном напряжении усилителя, когда оно максимально, а полярность по отношению к общему проводу положительна (+Уф с ), денсатор 4 начинает заряжаться через эквивалентное сопротивление Йдатчика 3. В операционном усилителе 1 напряжение на конденсаторе сравни" вается с частью выходного напряже- Я ния, поданного через положительную обратную связь (резистор 5) на его неинвертирующий вход (+). Амплитуда 44напряжения на выходе усилителя 1 постоянная до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 4 меньше напряжения на неинвертирующем входе усилителя 1, Как только напряжение на конденсаторе 4 станет больше напряжения на неинвертирующем входе усилителя, напряжение на выходе усилителя быстро достигает максимального отрицательного значения (-0 ,мак). После этого конденсатор 4 начинает перезаряжаться до тех пор, пока усилитель переходит в состояние, при котором максимальное выходное напряжение станет положительным ОЗМв.макс ) и т дПериод генерируемых колебаний определяется параметраии интегри-, рующей ЙС-цепочки, т.е. эквивалентным сопротивлением Йв датчика 3 и емкостью конденсатора 4 формула изобретения Устройство для определения Физико-химических параметров различных6енсатор интегрирующей частотно-за-,ающей КС-цепочки включен между инвертирующим входом усилителя и обим проводом усилителя, причем принеобходимости заземляется или общийпровод операционного усилителя,или выход усилителя с датчиком.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 528783, кл. С 01 И 27/00, 1975.2. Лопатин Б.А. Высокочастотныйкондуктометр с частотной индикациейна микромолекуле. - РИС, раздел"Аналитическая химия, общие вопросы", 1976, й Ц 11), с. 9 1 прототип 1 5 92052 сред, содержащее датчик, операцион- д ный усилитель, работающий в режиме д генератора переменного напряжения, соединенный с входом частотомера,вы- щ ход которого через преобразователь 5 постоянного тока подключен к регистрирующему прибору, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, разрешающей способности и стабильности измерений, дат" 10 чик использован в качестве резистора интегрирующей частотно-задающей ВС-цепочки операционного усилителя и включен вотрицательную обратную связь между выходом и инвертирующим входом усилителя, а кон