Компаратор удельной электрическойпроводимости

Союз СоветскнкСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 11842540 61) Дополнительное к авт, свид-ву -(22)Заявлен 01 й 27/02 исоединени явки Государственный квмвт СССР по делам нэоорвтвнн и откритвй.257(088. Дата опубликования описания ЗО .06 .8) Заявитель 4) КОМПАРАТОР УДЕЛЪНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИИзобретение относится к области физико-химического анализа и может быть использовано для непосредственного приготовления образцовых растворов, одновременного сличения удельной электрической проводимости двух образцов жидкости, в метрологической практике при построении образцовых средств измерения высшей точности, для измерения удельной электрической проводимости воды "пз 1 йц"1 ОИзвестен концентратомер, основанный на методе одновременного компарирования двухфазных жидкостей, фазы которых отличаются по плотности15 электрической проводимости)Трансформаторный кондуктометрический преобразователь концентратометра содержит камеру, заполяемую контролируемым раствором, два трансформатора20 напряжения, охватывающие два жидкостных контура с общим участком, измерительный трансформатор тока, охватывающий общий участок, изме-. ряющий разность токов контуров, про порциональную разности электрических проводимостей контуров. Перед началом измерений прибор калибруют, заливая. камеру контрольной отфильтрованной от твердой Фазы жидкостью, затем контрольную жидкость сливают и заполняют исследуемой, содержащей твердую фазу. После осаждения осадка в одном из контуров производят измерения создавшейся разности электрических проводимостей, по которым судят по концентрации твердой фазы Ц.Недостатком известного устройства является низкая точность измерения удельных электрических проводимостей в контурах, Фазовые сдвиги, образующиеся в цепях трансформаторов напряжения, приводят к тому, что токи, протекающие по жидкостным контурам, не находятся строго в противофазе. Вследствие этсго на выходе измерительного трансформатора присутствует остаточный сигнал, уровень которого3 84 значительно больше полезного сигнала 1 Это означает, что даже при условии равенства кондуктивных постоянных каждого контура, равенства сопротивлений жидкостей в каждом контуре, равенства ЭДС в контурах, невозможно добиться равенства нулю сигнала на выходе измерительного трансформатора,Изза неидентичности токов возможно возникновение резонансных явлений и низкочастотных биений в измерительных цепях. При измерении малых разностей токов существенно возрастает составляющая погрешности от температуры окружающей среды, а также влияние внешних электромагнитных полей, не подлежащих измерению.Известное устройство предназначено для измерения больших разностей токов с погрешностью порядка 0,5- 1,07. и может применяться для компанирования только двухфазных жидкостей, резко отличающихся по плоскости. Вместе с тем наличие общего участка у жидкостных контуров не позволяет обеспечить возможность измерения разности удельных электрических проводимостей между двумя образцами жидкостей с близкими значениями удельной электрической проводимости, а тем более возможность непосредственного приготовления стандартных:образцов.Наиболее близким к предлагаемому является трансформаторный компаратор удельной электрической проводимости, предназначенный для измерения солености. Компаратор солености содержит трансформатор напряжения, трансформатор тока, измерительную камеру в форме витка, охватывающую трансформаторы.Для исключения влияния температуры известное устройство снабжено платиновыми термометрами и схемой температурной компенсации. Компарирование образцов морской воды основано на методе замещения. Вначале стан - дартный образец с известным значением удельной электрической прово-. димости 1 или солености) наливают в камеру и калибруют устройство. Затем камеру осушают и заполняют образцом с неизвестным значением удельной электрической проводимости, но близким по величине стандартному образцу, По разности электрических проводимостей между ними судят об электри 2540 ф.ческой проводимости (или солености)исследуемого образца 1.2.1.Недостатком известного устройства является невозможность непосредственного приготовления образцовых растворов и одновременного. сличения образцов жидкости и недостаточная точность измерения удельной электрической проводимости.10 Это вызвано тем, что при градуировке и компанировании необходимоприменять стандратные растворы, приготовление которых является весьматрудоемкой задачей. Кроме того, при1 д компанировании растворов методомразновременного сравнения необходимо тщательно промывать и просушивать камеру, что вносит дополнительные погрешности и значительно уве 20 личивает время измерения. Точностьизмерения удельной электрическойпроводимости ограничена высокимитребованиями к точности измерениятемпературы контролируемого образ"5 ца (погрешность в определении температуры +0,02 С предопределяет измерение удельной электропроводимости сйпогрешностью не менее ф 0,053) .Введение же температурной компенсациине решает проблемы,Цель изобретения - повышение точности измерения,Поставленная цель достигается тем,что компаратор, содержащий трансформатор напряжения и два трансформаторатока, снабжен камерой, выполеннойиз двух изолированных друг от другаидентичных отсеков, а участки жидкостных витков, охватываемые трансформаторами тока, заключены видентичные диэлектрические трубки; обеспечение возмбжности изме-рения удельной электрической проводимости морской воды "1 п з 1 М достигается тем, что один из отсеков камерыснабжен клапаном для заполнения исмены жидкости.На фиг. 1 изображен компараторэлектрической проводимости, общийо виду на фиг. 2 - схема включениякомпаратора.Компаратор удельной электрическойпроводимости содержит тороидальныймагнитопровод 1 (трансформатор напряжения), два идентичных тороидапь-.ных магнитопровода 2 и 3 (трансформаторы тока), помещенных в камеру4 с двумя отсеками. Магнитопровод1 охватывает две идентичные ди-.5 8425 электрические трубки 5 и 6. ддин из отсеков камеры снабжен клапаном 7. Магнитопровод 1 имеет первичную обмотку 8 (см. фиг. 2). Идентичные обмотки 9 и 10 являются вторичными обмотками магнитопроводов 2 и 3. Трансформатор напряжения подключен к генератору 11, Обмотки 9 и 10 подключены к одинаковым усилителям 12 и 13, содержащим в цепи связи магазин 14 сопротивления и магазин 15 емкости, Далее включены сумматор 16, синхронный детектор 17, к которому подается опорное напряжение от генератора 12К выходу детектора подключен усилитель постоянного тока 18 и регистратор 19.. Компаратор удельной электрической проводимости работает следующим образом.При заполнении камеры образцаии сравниваемых жидкостей в отсеках и диэлектрических трубках формируются жидкостные витки 20 и 21, которые образуют две одновитковые вторичные обмотки магнитопровода 1 и одновременно являются первичными витками магнитопроводов 2 и 3. Сигнал с генератора 11 поступает на первичную обмотку 8 трансформатора напряжения, который индуцирует в жидкостных витках идентичные напряжения, При равенства электропроводимостей жидкостных витков 20 и 21 токи, протекающие по жидкостным виткам, равны по величине, совпадают по фазе и частоте и создают в трансформаторах 2 и 3 тока равные магнитные потоки, которые индуцируют одинаковые токи в идентичных выходных обмотках 19 и 10. В этом случае сигнал на выходе сумматора 17 или дифференциального нуль-индикатора) будет равен нулю. При изменении электрической проводимости в одном из отсеков на выходе сумматора появляется сигнал, пропорциональный разности удель ных электрических проводимостей между контролируемыми образцами. Шкала регистратора может быть отрегулиро вана непосредственно в единицах удельной электрической проводимости (солености). 40 4 дистиллированной водой раствора, приготовленного с заведомО большей, нонеизвестной удельной электрическойпроводимостью, чем у стандартногообразца, заполняющего другой отсеккамеры. Процедура приготовления раствора сводится к достижению нуляна выходе измерительной схемы методом подгонки и,не требует высокой 10 квалификации оператора. Для выравнивания температуры и концентрациив процессе измерения и приготовлениярастворов в отсеках камеры можно установить мешалки,15 Устройство позволяет резко сокра-.тить время, необходимое для воспроиз-ведения параллельных растворов, всравнении с известными устройствамиравномерного компанирования, а также 20 с методом объемно-весового приготовления стандартных растворов.Компаратор удельной электропроводности обеспечивает также одновре-.менное компарирование (сличение) 25 двух образцов жидкости. Это осуществляется следующим образом.Сначала оба отсека камеры заполняют одной и той же жидкостью (например, стандартный раствор) и регу лировкой магазинами сопротивления14 и емкости 15 в цепи обратной связи усилителя добиваются на выходеизмерительной цепи сигнала, равногонулю. Далее осушают один из отсекови заполняют его раствором с неизвестной электрической проводимостью.Сигнал на выходе компаратора будетсоответствовать разности электропроводимостей двух жидкостей. При 40 наличии стандратного раствора с известной удельной электрической проводимостью (или меры удельной электрической проводимости, воспроизводимой эталоном) таким образом мож но измерять абсолютное значениеудельной электрической проводимостинеизвестного раствора. Формула изобретения Устройство, основанное на методеодновременного компарирования, позволяет сравнительно просто приготавливать растворы, аналогичные стандартному образцу, путем разбавления Компаратор удельной электрической проводимости, содержащий камеру. для исследуемой жидкости, трансформатор напряжения и трансфор-. - матор тока с общим жидкостным витком, блок регистрации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, камера выполнена в виде двух изолированных друг от друга отсеков,а компаратор снабжен дополнительным трансформатором тока с жидкостным витком, общим с трансформаторомнапряжения, при этом каждый жидкостной виток размещен в упомянутых изолированных отсеках камеры, а егоучастки, охватываемые трансформаторами, заключены в идентичные диэлек 842540 8трические трубки, а один из отсековкамеры снабжен клапаном.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 477338, кл, С 01 11 27/02, 1972.2, Лоуренс Л. Электроника вокеанографии. М., Воениздат. 1969,с. 22-33 (прототип).