Кондуктометр

(21) (22) (4 6) 72) щ е союз ногои конструкметавтомаГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 3391884/18-2529.12.8107.11.83. Бюл. Р 41(712 Запорожский Филиал Вс научно-исследовательского торского института Цвет тика"(56) 1, Авторское свидетельство СССР 9 769419, кл. 6 01 )ч 27/02, 1978.2. Авторское свидетельство СССР Р 864091, кл С, 01 )ч 27/02,1979 , прототип ).542 (57) КОНДУКТОМЕТР, содержащий измерительный автогенератор с индуктивным датчиком в качестве элемента резонансного контура, амплитудный. детектор, подключенный по входу к резонансному контуру, источник опорного напряжения н виде делителя в цепи источника питания, дифференциальный усилитель, эмиттерный повторитель, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя, выход через резистор - к резистору нагрузки амплитудного детектора, а коллектор через цепь термокомпенсации к источнику питания, и регистрируюий прибор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены собранный по схеме измерительного компенсирующий автогенератор, второй амплитудный детектор, подключенный по входу к резонансному контуру компенсирующего автогенератора, второй эмиттерный повторитель, подключенный по входу к выходу первого эмиттерного повторителя, коллектором к истбчнику питания, по выходу - к делителю источника опорного напряже- Е ния,третий и четвертый эмиттерные повторители, входы которых подключены к источнику опорного напряжения, выход каждого - к резистору нагрузки соответствующего амплитудного детектора, а коллекторы - к входам дифференциального усилителя и через резисторы к источнику питания., 1052969Изобретение относится к устройствам для измерения электрических свойств веществ резонанснымспособом и может быть использовано для измерения удельной электрической проводимости жидких сред, а также кон центрации растворон и пульп гидрометаллургических производств.Известен кондуктометр, содержащий автогенератор на транзисторе, индуктивный датчик, включенный в 10 колебательньй контур автогенератора, амплитудный детектор,. резистор нагрузки детектора, источник опорного .напряжения, эмиттерный повторитель, цепь температурной компенсации удельной электрической проводимости контролируемой среды и регистрирующий прибор 1 .Начальный участок ст атистической характеристики этого кондуктометра нелинейный ввиду нелинейности входной характеристики . транзистора эмиттерного повторителя. Кроме того, по условиям применения в большинстве случаев автогенератор не может быть установлен вблизи .25 датчика и подключается к нему с помощью высокочастотного кабеля, который также входит н этом случае в состав колебательного контура авто- генератора со своей индуктивностью, 30 емкостью и активным сопротивлением, При изменении проводимости контролируемой среды изменяется эквивалентное сопротинление датчика. Так как сопротинления высокочастотного ка- З 5 беля и датчика включены последовательно, а напряжение стабилизировано с помощью эмиттерного повторителя Ьа всем контуре, то изменение эквивалентного сопротивления датчика вы зывает изменение падения напряжения на кабеле и соответственно на датчике, что приводит к изменению чувствительности датчика и, следовательно, к нелинейности статистической характеристики.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является кондуктометр, содержащий.автогенератор .на транзисторе, индуктивный датчик,вклю О ченный н колебательный контур авто- генератора, амплитудный детектор, резистор нагрузки детектора, источник опорного напряжения, эмиттерный повторитель, дифференциальный уси литель, один вход которого подключен к источнику опорного напряжения, второй вход - к резистору нагрузки детектора, а выход - к нходу эмиттерного повторителя. 6 О Цепь температурной компенсации контролируемой среды и регистрирующий прибор включены между коллектором эмиттерного повторителя и шиной питания. Кроме того, кондуктометр со держит одну или более цепочек, состоящих нз двух резисторов и стабилитрона. Первый резистор включен между резистором нагрузки детектора и эмиттерным повторителем, второй последовательно со стабилитроном между выходом эмиттерного повторителя и шиной. питания 2 3Принцип измерения основан на изменении эквивалентного сопротивления датчика при изменении удельной электрической проводимости среды, находящейся в электромагнитном поле датчика. Это изменение вызывает изменение напряжения на контуре и после детектирования на нагрузке детектора. За счет схемы стабилизации на дифференциальном усилителе и эглиттерном повторителе напряжение на резисторе нагрузки детектора восстанавливается. При этом ток стабилизации пропорционалей величине удельной электрической пронодимости среды, Когда напряжение на резисторе, включенном между эмиттерным повторителем и резистором нагрузки детектора, больше, чем напряжение пробоя стабилитрона, выходной ток увеличивается на величину тока стабилитрона, что позволяет скомпенсировать нелинейность статистической характеристики.Однако косучно-линейньй характер статистической характеристики не позволяет полностью устранить погрешность от нелинейности. Кроме того, недостатком устройства является увеличение погрешности измерения при изменении температуры окружающей среды за счет изменения параметров элементов автогенератора и активного сопротивления высокочастотного кабеля, проводники которого изготовлены из меди.Цель изобретения - повышение точности измерения.Для достижения поставленной цели в кондуктометр, содержащий измерительный автогенератор с индуктивным датчиком в качестве элемента резонансного контура, амплитудный детектор, подключенный по входу к резонансному контуру, источник опорного напряжения в виде делителя в цепи источника питания, дифференциальный усилитель, эмиттерный повторитель, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя, выход через резистор - к резистору нагрузки амплитудного детектора, а коллектор через цепь термокомпенсации к источнику питания, и регистрирутощий прибор, введены собранный по схеме измерительного компенсирующий автогенератор, второй амплитудный детектор, подключенный по входу к резонансному контуру компенсирующего автогенератора, второй эмиттерный повторитель, подключенный по30 входу к выходу первого эмиттерногоповторителя, коллектором - к источнику питания, по выходу - к делителю источника опорного напряжения,третий и четвертый эмиттерные повторители, входьг которых подключены 5к источнику опорного напряжения,выход каждого - к резистору нагрузкисоответствующего амплитудного детектора, а коллекторы - к входамдифференциального усилителя и черезрезисторы к источнику питания.Катушка индуктивности компенсирующего автогенератора может бытьвыполнена на сердечнике с самоэкранированием, например, кольцевом. 15На чертеже представлена пРинципиальная электрическая схема кондуктометоа,Кондуктометр состоит из измерительного 1 и компенсирующего 2 каналов,источника опорного напряженияна резисторах 3-5, дифференциального усилителя 6, эмиттерногоповторителя на транзисторе 7, резистора 8, цепи термокомпенсации нарезисторах 9 и 10, регистрирующегоприбора 11, эмиттерного повторителяна транзисторе 12. Измерительныйканал 1 состоит иэ автогенератора натранзисторе 13, резисторах 14-16,конденсаторах 17-19, индуктивномдатчике 20, подключенном к схемевысокочастотным кабелем 21, амплитудного детектора на диоде 22, конденсаторе 23, резисторах 24 и 25, являющихся нагрузкой детектора, эмиттерного повторителя на транзисторе26, резистора 27. Компенсирующийканал 2 выполнен по аналогичнойсхеме, Резистор 24 этого канала служит для установки нуля, а катушка 4020 индуктивности выполнена на кольцевом сердечнике, Напряжение питания подается на клеммы 28 и 29.Кондуктометр работает следующимобразом.45При изменении удельной электропроводности контролируемой средыизменяется импеданс индуктивногодатчика 20 измерительного автогенератора 1, это вызывает изменениеэквивалентного сопротивления колебательного контура, что приводит к изменению напряжения на нем и соответственно на нагрузке амплитудногодетектора 24 и 25, Так как напряжениестабилизировано с помощью эмиттерного повторителя на транзисторе 26.,то это изменение напряжения будетскомпенсировано за счет изменениятока транзистора 26. Изменение токатранзистора 26 вызывает изменение на пряжения на резисторе 27 и соответственно приводит к появлению напряжения на входе дифференциальногоусилителя 6 Это напряжение. вызываетизменение напряжения на выходе усилителя 6 и на входе транзистора 7,что в свою очередь вызывает изменение тока этого транзистора и, засчет прохождения его через резистор25, изменяет напряжение на резисторах24 и 25 нагрузки амплитудного детектора и ток транзистора такимобразом, что напряжения на резисторах 27 (измерительного и компенсирующего каналов ) становятся равными.Изменение тока транзистора 7 вызывает изменение показаний регистрирующего прибора 11. Кроме этого,при изменении импеданса датчикаизменяется соотношение падений напряжений на кабеле 21 и датчике 20а выходной ток транзистора 7, протекая через резистор 8, изменяет смещение на базе и ток транзистора 12,что вызывает изменение опорного.напряжения на резисторах 4 и 5 и напряжения стабилизации контура навеличину изменения падения напряженияна кабеле. Эа счет этого напряжениена датчике остается постоянным, чтосохраняет постоянной чувствительностьприбора.При этом воэможность появленияпогрешности от нелинейности эа счетизменения опорного напряжения и напряжения на контуре исключается,так как эти изменения одинаковы вобоих каналах.Кроме того, соответствующимвыбором величины резистора 8 можнополучить линейную зависимость выходного сигнала и в случае нелинейной зависимости удельной электрической проводимости среды от концентрации,Пои изменении температуры окружающей среды за счет того, что всеэлементы компенсационного канала2 находятся в таких же условиях,что и измерительного 1, изменениянапряжения на резисторах 27 одинаковы, а напряжение нЙ входе дифференциального усилителя 6 и показания регистрирующего прибора не изменяются,Использование предлагаемого кондуктометра позволит повысить точность измерения особенно при работе в условиях глиноземного производства, где температура Растворов достигает 110 С, что вызывает значительные изменения температуры окружающей среды.1052969 Составитель А, Синицынедактор В. Петраы Техред С.Мигунова 1(орректор А.Зимоко Филиал ППП "Патент", г, ужгород, ул. Проектная, 4 каз 88 бО/40 Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 11305, Москва, Ж-Э 5, Ра3 Подписноомитета СССРоткрытийскан наб д, 4/5