Кондуктометр

(5)5 НИЕ ИЗОБРЕТМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИЯ О ВТОР(21) 4652749/ (22) 22.02.89 (46) 30,06,91. (71) Куйбыше тут им.В.В,К дящихся в одном корпусе на расстоянии друг от друга. Трансформаторы возбуждения и измерительный находятся на одной трубке. На внешних концах трубок размещены первый и второй полусферические электроды с центром в точке пересечения оси трубок с плоскостями внешних срезов, а в зазоре между трубками находится третий полусферический электрод с центром в точке пересечения оси трубок с второй плоскостью среза трубки. На трубке расположены трансформаторы, причем обмотка трансформатора возбуждения подключена к генератору, обмотка измерительного трансформатора - к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом вычислительного устройства. Третий полусферический электрод соединен с общей клеммой переключателя, две другие клеммы которого подключены к первому и второму полусферическим электродам, а управляющий вход к блоку управления. Для обеспечения работоспособности кондуктометра в потоке жидкости полусферические электроды выполнены сетчатыми, 1 з,п. ф-лы, 2 ил,матор 3, они находятся на и соосно с ней расположена в На внешнем конце первой т жен первый электрод 6, на другой трубки - второй элекОба электрода имеют фо центром в точке пересечен плоскостями их внешних ср между трубками находится т рический электрод 8 с центр сечения оси трубок со втор среза первой, на которой ке 4,ка 5.оло- онце ервои тру торая тру рубки ра внешнем тр ие Р род 7.му полусфер с я оси трубок с зов. В зазоре етий полусфем в точке пере- Й плоскостью расположены отан ныи орматорорматор рансфорГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР Бюл, М 24вский политехнический инстиуйбы шева(56) Авторское свидетельство СССР В 568883,кл. 6 01 й 27/02, 1977.Авторское свидетельство СССР М 949464, кл. 6 01 й 27/02, 1982.(57) Изобретение относится к области измерительной техники, Целью изобретения является повышение точности измерений, Кондуктометр содержит трансформаторный датчик электропроводности с трансформа- торами возбуждения и измерения, дополнительной обмоткой, в цепь которой включен образцовый резистор, последовательно соединенный с ключом, вычислительное устройство и блок управления, выход которого подключены к управляющим входам ключа и вычислительного устройства. Диэлектрический канал трансформаторного датчика выполнен в виде двух соосных трубок, нахоИзобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначена для определения электропроводностипо которой судят о концентрации растворатрансформаторы, Причем обмотка трансформатора 2 возбуждения подключена к генератору 9, обмотки измерительного трансформатора 3 - к входу аналого-цифрового преобразователя 10, выход которого соединен с входом вычислительного устройства 11, В цепь дополнительной обмотки включен образцовый резистор 12, последовательно соединенный с ключом 13, второй и третий электроды 6 и 7 соответственно подключены к металлическому разомкнутому проводнику через переключатель 14. Блок 15 управления обеспечивает синхронизированную работу. ключа, переключателя и аналого-цифрового преобразователя.Устройство электропроводности жидкой среды происходит в три такта,Блок 15 управления обеспечивает синхронизированную работу ключа 13, переключателя 14 и аналого-цифрового преобразователя 10. Генератор 9 подает сигнал на трансформатор 2 возбуждения, который индуцирует ЭДС в витке воды, а с измерительного трансформатора 3 снимается сигнал, пропорциональный электропровод- ности воды. В первом такте измерения блок 15 управления, посредством сигнала синхронизирования ключ 13 размыкает, а переключатель 14 замыкает на электрод 7 (верхнее положение), Измеряется электропроводйость столба жидкости, заключенного между первым и вторым электродами 6 и 7. Измеряемый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь 10, а с него измеренная величина в цифровом виде поступает не вычислительное устройство 11, т.е, получается следующая зависимость;Оз=а+Ь+ о 1 К 1, (1) где Оз - измеренное напряжение, соответствующее проводимости столба жидкости между электродами 6 и 7;а и Ь - коэффициенты функции преобразования всего измерительного канала:К 1 - коэффициент, зависящий от площади поперечного сечения диэлектрического канала и расстояния между электродами 6 и 7;гг 1 - удельная электропроводность жидкой среды.В следующем такте ключ 13 посредством блока 15 управления замкнут и переключатель 14 замкнут на второй электрод 7 (верхнее положение).Измеряется электропроводность столба жидкости, заключенного между первым и вторым электродами 6 и 7 и контура с образцовым резистором 12 и ключом 13, Сигнал аналогичным образом поступает на аналого-цифровой преобразователь 10, а затем и вычислительное устройство 11,Получается следующая зависимость:О 2 = а + Ь (К 1 (г 1 + сгобр ) (2)где О 2 - измеренное напряжение, соответствующее суммарной проводимости столба 5 жидкости между электродами 6 и 7 и контуромс образцовым резистором 12 и ключом 13;ообр - образцовая проводимость, обратно пропорциональная сопротивлению образцового резистора 12 и сопротивлению 10 ключа 13, соединенных последовательно,В последнем такте переключатель 14замкнут на электрод 9 (нижнее положение), а ключ 13 разомкнут, Измеряем электропроводность столба жидкости, заключенно го между электродами 6 и 8. Получаемследующую зависимость:Оз=а+ Ь а 1 т 2,(3)20 где Оз - измеренное напряжение, соответствующее проводимости столба жидкости между электродами 6 и 8;К 2 - коэффициент, зависящий от площади поперечного сечения диэлектрического ка нала и расстояния между электродами 6 и 8,По полученным данным определимудельную электроп роводность жидкой среды, выраженной зависимостью30ООабр О 1 - ОЗК 1 - Кг О 2 - О 1Из последнего выражения видно, чтоточность измерения удельной электропроводности не зависит от стабильности параметров электронных блоков: генератора,аналого-цифрового преобразователя, а определяется только стабильностью образцового резистора 12 и геометрическихпостоянных К 1 и К 2,При разработке конструкции трансформаторного датчика следует учитывать погрешность, вносимую емкостью двойногослоя на границе раздела электрод - жидкость.Задавшись величиной погрешности,можно определить конструктивные параметры трансформаторного датчика. Например, это можно сделать следующимобразом, Задавшись площадью электродовЯэл и зная удельную емкость двойного слояСуд для выбранного материала электродов,можно определить его импеданс2Е=Ь 52 ЛЯэл Суд.Коэффициент 2 появляется из-за того, что надо учитывать влияние емкостей двойного слоя на двух электродах.Предположим, задавшись Ь, = 10 смг емкостью двойного слоя Суд = 20 мкФ/см и частотой 10 кГц, получим 7 = 0,159 Ом.Если задать, что погрешность, обусловленная емкостью двойного слоя, не должна превышать 0,025, то сопротивление столбика воды в трубке не должно быть меньше, чем Вь636,6 Ом. Отсюда можно определить геометрическую постоянную, при этом берут наибольшую удельную проводимость, например 5,5 Симlм:1Вь= --о Бгде- длина трубки;Я - площадь внутреннего сечения.Так,при длине трубки= 5 см, диаметр внутреннего сечения должен быть О = 3,9 мм.Формула изобретения1. Кондуктометр, содержащий трансформаторный датчик электропроводности с трансформаторами возбуждения и измерения, дополнительной обмоткой, в цепь которой включен образцовый резистор, последовательно соединенный с ключом, вычислительное устройство и блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам ключа, и вычислительное устройство, отл ич а ю щи йс я тем, что, с целью повышения точности измерений,диэлектрический канал трансформаторного датчика выполнен в виде двух соосных трубок, размещенных в одном корпусе с зазором одна относительно другой, транс форматоры возбуждения и измерения расположены на одной трубке, при этом на внешних концах соосных трубок установлены первый и второй полусферический электроды с центром в точке пересечения оси 10 трубок с плоскостями их внешних срезов, ав зазоре между трубками размещен третий полусферический электрод с центром в точке пересечения оси трубок с второй плоскостью среза трубки, на которой 15 расположены трансформаторы, причемобмотка трансформатора возбуждения подключена к генератору, обмотка измерительного трансформатора - к входу аналогоцифрового преобразователя, выход 20 которого соединен с входом вычислительного устройства, а третий полусферический электрод соединен с общей клеммой переключателя, две другие клеммы которого подключены к оставшимся первому и второму 25 полусферическим электродам, а управляющий вход к блоку уйравления, выход блока управления подключен к входу аналогоцифрового преобразователя.2. Кондуктометр по и. 1, о т л и ч а ю- ЭО щ и й с я тем, что с целью обеспечения1659821 Составитель Г.Денисенкактор М.Недолуженко Техред М.Моргентал Кучерява оррек оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 аз 1838 Тираж 406 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5