Индуктивный концентратомер

(71) Киевский технологический инсти, тут легкой промышленности(56) 1, Авторское свидетельство СССРФ 676915, кл. С 01 Н 27/22, 1973,2. Авторское свидетельство СССРР 225527, кл. С 01 М 27/02, 1968(54)(57) ИНДУКТИВНЫЙ КОНЦЕНТРАТОИЕР, содержащий генераторы низкой.и высокой частот, выходами соединенные свходами блока сложения амплитуд, к вЫходу которого подключен датчик, выполненный в виде последовательноговключения сравнительной и рабочейиндуктивных ячеек, потенциальный за" жим рабочей ячейки соединен с первым амплитудным детектором, второйамплитудный детектор, два низкочастотных усилителя, фильтр ниж 8011 О 5828 А них частот и регистрирующий прибор,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения чувствительности иточности измерения концентрациисильных электролитов и ферромагнитныхили парамагнитных веществ в жидкихСредах, введены управляемый делитель напряжения, логарифматор, двасинхронных детектора и мультивибратор, выходами соединенный с управляюЩими входами генераторов низкойи высокой частот и первого и второгосинхгонных детекторов, выход первого амплитудного детектора черезпервые низкочастотный усилитель, сихронный детектор и фильтр нижнихчастот соединен с управляющим входомуправляемого делителя напряжения,включенного между выходом высоко"частотного генератора и одним из входов блока сложения амплитуд, выходкоторого через второй амплитудныйдетектор, логарифматор, вторые низкочастотный усилитель и синхронныйдетектор соединен с регистрирующимприбором.11 О 58 М Недостатком устройства является невысокая точность, обусловленная погрешностью сложения амплитуд напряжений низкой и высокой частот из-за частотной несимметрии плеч блока сложения, неравенством коэффициентов передач фильтров низкой и высокой частот, двух амплитудных детекторов и соответствующих усилителей, низкой чувствительностью, так как измеряется отношение двух абсолютных значений реактивых сопротивлений ячеек,Цель изобретения - повышение чувст. вительности и точности измерения концентрации сильных электролитов и фер ромагнитных или парамагнитных веществ в жидких средах.Поставленная цель достигается тем, что в индуктивный концентратомер, содержащий генераторы низкой и высокой частот, выходами соединенные с входами блока сложения амплитуд, к выходу которого подключен датчик, выполненный в виде последовательного включения сравнительной и рабочей индуктивных ячеек, потенциальный зажим рабочей ячейки соединен с первым амплитудным детектором, второй амплитудный детектор, два .низкочастотных усилителя, фильтр нижних частот и регистрирующий прибор, введены упраюжеиьй делитель напряжения, яогарщфматор, два синхронных деектора и мультивибратор, выходами соединенный с управляющими входами генераторов низкой и высокой частот и первого и второго синхронных детекторов. Выход первого амплитудного детектора через первые низкочастотный усилитель, синхронный детектор и фильтр нижних частот соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения, включенного меж" ду выходом высокочастотного генератора и одним из входов блока сложения амплитуд, выход которого через второй амплитудный детектор, логарифматор, вторые низкочастотный усилитель и синхронный детектор соединен с регистрирующим прибором. На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит генератор 1 низкой частоты, генератор 2 высокой Частоты, управляемый делитель 3 напряжения, блок 4 сложения амплитуд, сравнительную индуктивную ячейку 5, рабочую индуктивную ячейку 6,Изобретение относится к физикохимическим методам контроля составаи свойств веществ и может быть ис 4пользовано в химической промышленности для безэлектродного измереНия больших концентраций сильныхэлектролитов (растворы, серной кислоты, сероводорода при гроизводствеискусственных и синтетических волокон), в горнорудной промышленностидля измерения концентрации магнитнойкомпоненты в жидких средах (суспензии рудного сырья на.обогатительныхфабриках), в медицинской промышленнос.ти для измерения концентрации ферро-магнитных и парамагнитных веществв растворах (концентрация гемоглобинав крови, растворенного кислорода всыворотке) и других отраслях промышленности.Известен индуктицный концентратомер, содержащий генератор высокойчастоты, измерительную цепь с индуктивным датчиком на ферритовом стержнес дополнительной .обмоткой, усилительвыходного сигнала Измерительной цепи,нормирующие конденсатор и резистор 1.Путем обеспечения взаимозаменяемости индуктивного датчика без подстройки измерительной цепи повышается стабильность измерения электропро. -водности, по которой судят о концентрации контролируемой жидкой среды.Однако изменение электромагнитныххарактеристик ферритового стержняпод действием различных дестабилизирующих Ьакторов, неточность определения момента равенства собственнойчастоты контура и частоты источникапитания, погрешность определениячастоты генератора значительно сни 40жают точность и уменьшают диапазонопределяемой концентрации.Наиболее близким к предлагаемомуявляется индуктивный концентратомЕр,содержащий генераторы низкой и высокой частот, выходами соединенные свходами блОка сложения амплитуд, квыходу которого подключен датчик,выполненный в виде последовательноговключения сравнительной и рабочейячеек, подключенные к выходу датчика фильтры низкой и высокой частот,первый и второй амплитудные детекторы, блок .отношения сигналов низкойи высокой частот, два низкочастот"ных усилителя, причем блок отношениясигналов соединен с регистрирующимприбором 2 1,,:Ь р и ьА(Щ),з 11058 амплитудный детектор 7, низкочастотный усилитель 8, синхронный детектор 9, фильтр 10 нижних частот, вто" рой амплитудный детектор 1, логарифматор 12, второй низкочастотный уси 5 литель 13, второй синхронный детектор 14, регистрирующий прибор 15, мультивибратор 16.Выходы генератора 1 низкой частоты непосредственно, а генератора 2 1 О высокой частоты через управляемый делитель 3 напряжения подключены к входам блока 4 сложения амплитуд, выход которого соединен с последовательно включенными сравнительной 5 и рабочей 6 индуктивными ячейками образующими датчик. Потенциальный зажим индуктивной ячейки 6 соединен с последовательно включенными первым амплитудным детектором , низкочас- уО тотным усилителем 8, синхронным детектором 9, выход которого через фильтр 10 нижних частот соединен с управляющим входом делителя 3 напряжения, Выход блока 4 сложения ампли туд также соединен с последовательно включенными вторым амплитудным детектором 11, логарифматором 12, вторыми низкочастотным усилителем 13, синхронным детектором 14, к выходу которого подключен регистрирующий прибор 15. Парафазные выходы мультивибратора 16 соединены с управляющими. входами генераторов низкой 1 и высокой 2 частот, а также с управляющими входами синхронных детекторов 9 и 14.35 Датчик выполнен по схеме индуктивного делителя напряжения в виде последовательно включенных сравнительной 5 и рабочей 6 индуктивных ячеек. Сравни 40 тельная ячейка с индуктивностью наполнена исходной жидкой средой с относительной магнитной проницаемостью о- , являющейся растворителем для контролируемой среды. Конт 45 ролируемая жидкая среда - это исходный растворитель с электропроводящими и ферромагнитными или парамаг нитными включениями, имеющий относительную магнитную проницаемость50 и заполняющий проточную рабочую ячейку 6 с индуктивностью Ь Устройство работает следующим образом.Противофазные импульсы прямоуголь, ного напряжения мультивибратора с частотой повторения Я воздействуют на управляющие входы генераторов низ 28 4. кой 1 и высокой 2 частот, работающихв ждущем режиме,При воздействии запускающих импульсов генераторы 1 и 2 вырабатывают пакеты электрических колебаний одинаковых амплитуд низкой о и высокой щ1 2частот. Частота повторения пакетоввыбирается из условия Яог ( ш1 2Пакеты электрических колебаний высокой частоты проходят через управляемый делитель .3 напряжения и .ослабляются по амплитуде, Разновременнодействующие пакеты колебаний низкой0 И высокой О 2 частот поступаютс частотой повторения Я на блок 4сложения амплитуд, преобразуясь наего выходе в непрерывное напряжение,манипулированное по частоте и состоящее из пакетов низкочастотных и высокочастотных колебаний.Эти напряжения поочередно воздействуют на последовательно соециненныеячейки 5 и 6, включенные по схемеиндуктивного делителя напряжения. Коэффициент передачи индуктивного делителя напряжения равен где Ьи .,йин дуктивностии магнитные проницаемости сравнительной 5 и рабочей 6 ячеек.Поскольку воздействие переменного электромагнитного поля на жидкую среду, содержащую электропроводящие добавки или магнитные включения, характеризуется зависимостью относИ- тельной магнитной проницаемости этой среды от частоты (дисперсией магнитной проницаемости бинарной среды), то индуктивность рабочей ячейки 6 следующая где 12 - коэффициент пропорциональности, учитывающий число и геометрию витков рабочей ячейки;41(со ) в . магнитная проницаемостьжидкой контролируемой среды на низкой частотец);1 05828 тавитель В.Стуканред М. Кузьма рректор М Шароши Циткия едак аказ 5595/35 Тираж 31Государственам изобретенийМосква, Ж"3 ое Подписиого комитета СССРи открытийРаушская наб., д. 4/5 113 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,ЮМ.(ш)= - дисперсия магйитной пронир(ы -ы 1 цаемости, пропорциональ"2 1ная объемной концентрации электропроводящих добавок или магнитных включений контролируемой среды. Напряжение, снимаемо. с индуктивного делителя, детектируется амплитудным детектором 7 и через низкочас тотный усилитель 8 поступает яа сигнальный вход синхронного детектора 9, на опорный вход которого поступает напряжение мультивибратора 1 б. Сигнал с выхода синхронного детектора через фильтр 10 нижних частот подается на управляющий вход управляемого делителя напряжения Этот сигнал изменяет уровень высокочастотного напряжения, поступающего на блокф сложения амплитуд, поддерживая равенство амплитуд пакетов высоко" частотного и низкочастотного напряжений яа входе амплитудного детектора 7, При этом разность амплитуд низкочастотного и высокочастотного напряжений на выходе блока сложения амплитуд. определяется дисперсией Лр(ш). Следовательно, амплиту" да низкочастотного напряжения час" тоты коммутации, задаваемой мульти- вибратором 16, на выходе амплитудного детектора 11 определяется вели" чиной Всс Ю 1, Это напряжение подается на логарн 4 матор 12, с выхода которого поступает яа синхронный детектор 14, где преобразуется и постоянное напряжение. С выхода синхрон-. ного детектора постоянное напрйже- НИЕ, ИРопоРЦИОнальНоец Ф поступает на индикатор 15, Индуктивный концентратомер, таким образом, позволяет более точно измерять концентрацию сильных электролитов и ферромагнитных или парамагнитных веществ в живых средах.