Способ измерения частотной дисперсии электропроводности широкополосных кондуктометрических ячеек

Номер патента: 1402905

Авторы: Богуславский, Маркусик, Потапов, Скрипник

ZIP архив

Текст

(71) Киевский технологический институт легкой промышленности (72) Ю.А. Скрипник, К.Н. Маркусик, А.А, Потапов н Д.А. Богуславский (53) 543.25(088,8)(56) Лопатин Б.А, Теоретические основы злектрохимических методов анализа. М.: Высшая школа, 1975, с. 134-136.Авторское свидетельство СССР Р 1283638, кл. С 01 М 27/22, 1985. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНОЙ ДИСПЕРСИИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ШИРОКОПОЛОСНЫХ КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИХ ЯЧЕЕК (57) Изобретение относится к электро- химическим методам анализа физичесГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ких свойств вещества и может быть использовано дпя широкого класса задач контроля многокомпонентных сред, Целью изобретения является повышение точности измерения, Улучшается известный способ измерения частотной дисперсии электропроводности широкополосных кондуктометрических ячеек при переменной подаче пачек частотно-манипулированных колебаний и измерении амплитуды огибающей. Для этого предварительно устанавливают соотношения амплитуд сигналов в пачках по равенству постоянных составляющих тока электрохимической ячейки, В качестве информативного сигнала использук 1 т разность логарифмов напряжений опоре ной и испытательной частот. 1 ил.(1+ у г изменение активной тельноесоставля(дисперс астотно щей эле пр опроводностина испытательнойьно опорной бд,оставляющая комп ия) яо) отнеактив и я фаза . астотьц35 астоты что и си на стоте лексно ек с" - дополн от реактивносУравнивают токов, поочер широкополосну амплитуды кол- мгновенноепряжения ичастоты,- амплитудаза напряже значение напыт ательной де(14,=1 а,)После этойдующие амплиту О начальная Фа ия испытательнои частоть)3(1+1 ам ий Я е менен колеб ирова тельное и ы опорных ессе регу бающие ам откос плиту п напря астоплиту ьной ыделяют оги ий опорной и путем линейн измерите ого детек е ирования гари мирую,) (1 ф 1,) Изобретение относится к электрохимическим методам анализа твердых,жидких и газообразных сред по частотным изменениям (дисперсии) электро 5проводности широкополосных кондукто":метрических ячеек, содержащих исследуемую среду, и может быть использовано для контроля концентрации многокомпонентных сред по величине поглощения электромагнитной энергии наразличных частотах возбуждающих колебаний.Целью изобретения является повьппение точности измерения. 15Способ реализуется в следующей по следовательности,На вход исследуемой ячейки подаютсостоящие из пакетов низкочастотныхколебаний частотно-манипулированное,напряжение опорной (сохраняемой по"стоянной й = сопзй) частоты и переменной испытательной частоты о = чаг., При этом испытательную частоту выби-,рают из условия ы и Фиксируют уро вень входных напряжений частотно-манипулированного сигнала. де О - мгновенное значение ния опорной частоты Ор, и р- амплитуда и начальн напряжения опорной- временной аргумент,Напряжение испытательной устанавливают того же уровняОущфО ш (1+ у) со 5 (и рч-О ву ,О относительная погрешностьф 1 уравнивания амплитуд па 5кетов постоянной и переменной частот.Пакеты частотно-манипулированных колебаний следуют с частотой Д , которую выбирают от 0,01 до 0,001 постоянной частоты ы ,Измеряют и сравнивают активные со" ставляющие токов ячейки на опорной и испытательной частотах. Под воздействием пакетов разночастотных напряжений через ячейку с электропроводностью У Ь) поочередно протекают токичастоты Ф и о 3 . Значение тока 1опорной частоты зависит от электропроводности ячейки на этой частоте,которая определяется активной состав"ляющей комплексной проводимости=О, (1+у,)У(ир) со 5(ир 1-(,)щщЯ (1+ Яф, ) О, со 5 ( д, Й- ,), ( 3) где и - активная составляющая электропроводности ячейки,Значение тока 1 ячейки от действия пакета испытательной частоты оп" ределяется активной составляющей и наличием реактивной составляющей проводимости ячейки 1 =О а(1+ )ф) У ( ОЭ ) со 5 ( ц й- Ц -сР ) =(1+ Ор со 5(и 1 Ц) опроводности; тельный Фазовый сдвиг и ячейки. активные составляющиеедно протекающие через ячейку, изменением баний опорной частоты перации мы имеем сленые соотношения сигна(7) где К - коэффициент преобразованиялинейного детектора;55 - крутизна преобразования логарифматора;Оз,О- напряжения на выходе логарифматора при подаче напряжения на ячейку опорной 10частоты и испытательнойчастоты.Вычисляют разность прологарифмиро" ванных напряжений, из которой опреде-: ляют амплитуду Онапряжения частоты 15 манипуляции ( Й ): 20-р - д . Г"Лю 25 триро прово тот д (отис =0,00 нрибл О = -) ) 519 п 51 пй й(9)2Регистрируя амплитуду переменной составляющей напряжения частоты следования пакетов колебаний опорной и 4 О испытательной частот, при изменении последней определяют значения (О ) но формуле 9 и строят зависимость О(д ) - частотную дисперсию электропроводности широкополосной кондукто метрической ячейки в диапазоне изменения испытательной частоты. При этом результат измерения не зависит от начальной электропроводности среды У, которая определяется электропроводностью растворителя ипи исходной газоВой среды, а также непостоян-ства амплитуды (мощности) колебаний испытательной частоты при изменении последней ( у ) и непостоянства амшитуды (мощности) колебаний опорной частоты ( ,).Благодаря уравниванию только активных составляющих разночастотных О =5 иК ( 1+ р )О3,Оз-ОО = 5(Яп 5 пй с : в,(к+ ) )+ )1)ц,)де 519 п 51 пй С - огибающая частманипуляций.Для многокомпонентных слабокон анных сред дисперсия электроности ячейки в диапазоне час 30-50 МГц не превышает 0,5-5ительиая дисперсия у( И)"0,05). Поэтому справедливоиженное выражение для О 5 вида токов и линейному (фазонечувствитель.ному) детектированию пакетов напряжений, создающих эти токи, исключеновлияние реактивной составляющей о(М)электропроводности на результат измерения. Последняя сильно зависит отчастоты электромагнитных колебанийн затрудняет обнаружение малых измерений активной составляющей проводи-мости. Исключено также влияние фазовых сдвигов, вносимых ячейкой, наточность измерения частотной дисперсии электропроводности.На чертеже показано устройство.реализующее предлагаемый способ. Устройство включает генератор 1 опорнойчастоты и генератор 2 переменной частоты, которые через аттенюаторы 3, 4и управляемый переключатель 5 соеди-,:нены с внутренним электродом коаксиальной проточной ячейки 6, наружныйэлектрод которой соединен с входомширокополосного преобразователя 7ток-напряжение, Выход преобразователя 7 соединен с сигнальным входомсинхронного детектора 8, управляющийвход которого соединен с выходом пе- .реключателя 5. К выходу синхронного 0 детектора подключены последовательносоединенные усилитель 9 низкой частоты, фазочувствительный выпрямитель10 и фильтр 11 нижних частот. Внутренний (входной) электрод ячейки 6 Б соединен с линейным амплитудным детектором 12 и логарифматором 13, Квыходу логарифматора 13 (одключенывторые последовательно соединенныеусилитель 14 низкой частоты, фазочувствительный выпрямитель 15 ифильтр 16 нижних частот. Выход фильтра 11 соединен с управляющим входоматтенюатора 3, а выход фильтра 16 -с входом регистратора 17. При этомлентопротяжный механизм регистратора17 кинематически соединен с блокомрегулировки частоты .генератора 2.Управляющий вход переключателя 5 иуправляющие входы фазочувствительныхвыпрямителей 10 и 15 подключены к генератору 18 импульсов прямоугольногонапряжения.Пакеты напряжений, воздействующиена ячейку 6, линейно детектируютсяамплитудным детектором 12, Пакетывыпрямленных напряжений нелинейно пре.образуются логарифматором 13. Переменнаясоставляющая напряжений в видеогибающей пакетов выпрямленных и про-5 1402905 логарифмированных напряжений усилива" ется усилителем 14 низкой частоты и выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 15, который также управляется прямоугольным напряжением гене 5 ратора 18.3 оставитель 10, Коршуновехред А.Кравчук Коррек Редакт липецк Б а Заказ 284 Тираж 84 Подписноомитета СССР ВНИИПИ Государственного по делам изобретений3035, Москва, Ж, Раушс отк,ц, 4/5 я 1 роизводственцо-полиграфическое предприятие, г, Ужгор и,Выпрямленное напряжение через фильтр 16 поступает на регистратор 1 О 17, двигатель лентопротяжного механизма которого одновременно с протяж Хой бумаги перестраивает частоту генератора 2. В результате плавной перестройки испытательной частоты и на ничим дисперсии электропроводности ячейки 6 изменяется постоянное напряжение на выходе фильтра 16 нижних частот, которое подается на регистратор 17 и отображает дисперсионную ха рактеристику кондуктометрической ячейки 6. По экстремальным значениям дисперсионной характеристики можно судить о концентрации различных компонентов в исследуемой среде, а по времени региСтрации (протяжке бумаги), соответствующему очередному экстремуму кривой, - о химическом или .биологическом составекомпоненты. ормула изобретенияСпособ измерения частотной диспери электропроводности широкополосных ндуктометрических ячеек, заключаюйся в том, что воздействуют на вход ейки частотно-манипулированным напряжением, состоящим из пакетов низкочастотных колебаний постоянной опорной частоты и переменной испытательной частоты, выделяют из частотно-модулированного напряжения огибающую частоты манипуляций и измеряют ее амплитуду, строят дисперсионную характеристику ячейки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, после воздействия на вход ячейки частотно-манипулированным напряжением измеряют и сравнивают активные составляющие токов ячейки на опорной и испытательной частотах, уравнивают эти составляющие путем изменения амплитудыопорной частоты, логарифмируют огибающие амплитуд напряжений опорнойи измерительной частот, выделяют разность прологарифмированных напряжений,из которой определяют амплитуду на -пряжения частоты манипуляции,

Смотреть

Заявка

4102838, 28.07.1986

КИЕВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

СКРИПНИК ЮРИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, МАРКУСИК КИРИЛЛ НИКОЛАЕВИЧ, ПОТАПОВ АНАТОЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, БОГУСЛАВСКИЙ ДМИТРИЙ АЙЗИКОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01N 27/04

Метки: дисперсии, кондуктометрических, частотной, широкополосных, электропроводности, ячеек

Опубликовано: 15.06.1988

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1402905-sposob-izmereniya-chastotnojj-dispersii-ehlektroprovodnosti-shirokopolosnykh-konduktometricheskikh-yacheek.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ измерения частотной дисперсии электропроводности широкополосных кондуктометрических ячеек</a>

Похожие патенты