Кондуктометрическое устройство

Союз Советскик Социалнстическмк Республик(22) Заявлено 0303.80 (21) 2887841/18-25 (51)М КЛ с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -6 01 И 27/02 Государственный комитет СССР яо делам изобретений и открытий(54) КОНДУКТОНЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к физико- .механическому анализу, а именно кустройствам контроля параметровэлектролитов путем измерения ихудельной электрической проводимости(УЭП), и может найти применение втех отраслях промышленности, гдетребуется вести контроль параметровэлектропроводящих сред.Известно устройство для измеренияпараметров электролитов, содержащееисточник переменного напряжения идва датчика элентропроводности,которые включены дифференциально (1).Недостатком известного устропства является низкая точность измерения из-за изменений УЭП жидкости,не связанных с контролируемым параметром.Наиболее близким к предлагаемому 20является кондуктометрическое устройство, которое содержит измерительныйи компенсационный датчик трансформаторного тина, причем измерительныйдатчик снабжен насадкой с профилированной прорезью, Входы обоих датчиков подключены к одному источникупитания переменного тока, а выходысоединены дифференциально и подклю"чены ко входу измерительного прнбо ра. Принцип действия известного устройства основан на изменении связи между питающим и измерительным трансформаторами датчика в результате изменения геометрических размеров жидкостного витка по мере изменения уровня жидкости (2).Недостатком известного устройства является зависимость показаний измерительного прибора от УЭП электролита, ксторая зависит от температуры, концентрации и других Факторов что снижает точность измерения.Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения влияния УЭП электролита на результаты измерений.Указанная цель достигается тем, что кондуктометрическое устройство, содержащее измерительный и конденсационный датчики, генератор переменного напряжения, подключенный к входам этих датчиков, и измерительный прибор, дополнительно снабжено источником опорного напряжения и схемой сравнения, причем генератор переменного напряжения выполнен регулируемым, первый и второй входы схемы сравнения подключены к выходу компенсационного датчика и источ 894522При фиксированном выходном напряжении генератора 1 под действием синусоидального напряжения ПГ, подводимого к входам датчиков 2 и 3 на выходе усилителей б и 7 появляются напряжения ( и Памплитуды которых определяют по Формуламгде )с коэФфициент пропорциональности, зависящий от параметров датчиков 2 и 3(число витков в трансформаторах, геометрическихразмеров и т.д.), а такжепараметров усилителей би 7; 60УЭП электролита, в которомпроизводят измерения;Функция, определяемая изменением геометрическихразмеров жидкостного вит нику опорного напряжения соответственно, выход схемы сравнения соединен с управляющим входом генераторапеременного напряжения, а измерительный прибор подключен к выходу измерительного датчика.Схема сравнения выполнена в видепоследовательно соединенных усилителя.вход которого подключен к выходукомпенсационного датчика, детектораи суммирующего интегратора, первыйвход которого соединен с выходомОдетектора, второй - с источникомопорного напряжения, а выход - суправляющим входом генератора переменного напряжения.На чертеже представлена схема 15устройства,Кондуктометрическое устройствосодержит регулируемый генератор 1переменного напряжения, которыйподключен параллельно к входам измерительного и компенсационного датчиков 2 и 3 трансформаторного типас жидкостными витками 4 и 5 связи.Выходы датчиков 2 и 3 подключенык входам идентичных усилителей б и 57 соответственно, которые работаютв режиме источника напряжения, управляемого входным током. Выходыусилителей б и 7 соединены с измерительным прибором 8 и детектором 9 Зосоответственно, Первый и второйвходы интегратора 10 соединены свыходом детектора 9 и источникогл 11опорного напряжения, а выход - суправляющим входом генератора 1. Источник 11 выполнен в виде парамет-,рического стабилизатора на прецизионных стабилитронах, усилитель 7,детектор 9, интегратор 10 образуютсхему 12 сравнения выходного сигнала датчика 3 с опорным напряжением 4 Оисточника 11. ка 4 измерительного датчика 2 в зависимости отизмеряемого параметра, например от уровня электролита.Из формулы (1) видно, что напряжение на выходе усилителя б, подключенного к измерительному датчику 2, зависит как от функции й В), связанной с измеряемым параметром,так и от УЭП электролита. ДИ)рференциальное включение измерительногоприбора (как это сделано в известном устройстве), обеспечивает только частичную компенсацию влияния УЭП электролита на результаты измерений. При ,дифференциальном включении напряжение, приложенное к измерительному прибору, определяют по формуле(3) Из формулы (3) видно,что показания измерительного прибора не зависят от УЭП электролита только в одной точке измерения, когда Е(Ь) =1, Для всех остальных значений уровня показания прибора пропорциональны УЭП, что приводит к погрешности измерений.В устройстве выходное напряжение источника 1 не является постоянной величиной, а изменяется в зависимости от УЭП электролита.Устройство работает следующим образом.Под действиегл напряжения генератора 1 на выходе усилителей б и 7 появляются напряжения, которые расчитывают по формулам (1) и (2) .Выходное напряжение усилителя б, пропорциональное уровню электролита, регистрируют с помощью измерительного приббра 8. Выходное напряжение усилителя 7 выпрямляется детектором 9 и суммируется в интеграторе 10 с опорным напряжением противоположного знака. В случае равенства по модулю опорного напряжения и выходного напряжения детектора 9 суммарное напряжение на входе интегратора 10 равно нулю, при этом выходное напряжение схемы 12 сравнения и напряжение генератора 1 остаются на первоначальном уровне. При изменении УЭП электролита, например под действием окрукающей температуры, происходит соответствующее изменение напряжений на выходах усилителя 7 и детектора 9, что, в свою очередь, приводит к нарушению равенства напряжений на входах интегратора 10. Сигнал разбаланса вызывает изменение управляющего напряжения на выходе схемы 12 сравнения и, как следствие изменение выходного напряжения генератора 1. Причем схема устройства построена таким образом, что при увеличении напряжения на выходе уси(4)15 02 Н- номинальное напряжение на выходеусилителя 7.Подставив значение П в формулу(5) Следовательно, в данном Устройстве напряжение, поступающее на измерительный прибор, не зависит от УЭП,а определяется только уровнем электролита и номинальным напряжением на выходе усилителя 7,которое в процессе измерения автоматически поддерживается постоянным. Таким образом, положительныйэФФект в данном кондуктометрическомустройстве заключается в повьпаенииточности измерения путем исключениявлияния УЭП на результаты измерений.Данное устройство может найтиприменение при построении различныхкондуктометрических приборов: Указателях уровня электролита, кондуктолителя 7 выходное напряжение генератора 1 уменьшается, а при уменьшении - увеличивается. Изменение напряжения генератора 1 происходит до тех пор, пока напряжение на выходе детектора 9 не станет равным первоначальному значению, соответствующе 5 му номинальному значению УЭП электро. лита. При этом сигнал разбаланса на выходе интегратора 10 равен нулю, а управляющее напряжение схемы 12 при- (О нимает новое установившееся значение. Учитывая формулу (2), выходное напряжение генератора 1 в установившемся режиме рассчитывают следующим образом: Яетрических компараторах, а также втех отраслях промышленности, гдетребуется вести контроль параметровэлектропроводящих сред.Формула изобретения1. Кондуктометрическое устройство,содержащее измерительный и компенсационный датчики, генератор переменного напряжения, подключенный к входам этих датчиков, и измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности измерения, устройство дополнительно снабжено источником опорногонапряжения н схемой сравнения, причем генератор переменного напряжениявыполнен регулируемым, первый и второй входы схемы сравнения подключены к вьюду компенсационного датчика и источнику опорного напряжения соответственно, выход схемысравнения соединен с управляющимвходом генератора переменного напряжения, а измерительный прибор подключен к выходу измерительного датчика,2Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что схемасравнения выполнена в виде последовательно соединенных усилителя,вход которого подключен к выходукомпенсационного датчика, детектораи суммирующего интегратора, первыйвход которого соединен с выходомдетектора, второй - с источникомопорного напряжения, а выход - суправляющим входом генератора переменного напряжения,источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 124702, кл. С 01 И 27/02 1959,894522Составитель Л. ДикаяРедактор Н.Гришанова Техред А. БабинецКорректор В БутягаЗаказ 11473/69 Тираж 910 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, РаУшскаЯ наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4