CH415115A - Schaltung zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit einer Flüssigkeit, insbesondere zum Bestimmen des Salzgehaltes einer Lösung - Google Patents

Description

  Schaltung zum Messen der elektrischen     Leitfähigkeit    einer Flüssigkeit,  insbesondere zum     Bestimmen    des Salzgehaltes einer Lösung    Zum Messen der spezifischen Leitfähigkeit von  Flüssigkeiten werden in die Flüssigkeit eintauchende  Elektroden in Form sogenannter Messzellen verwen  det. Die Messzelle, auch nur Elektrode genannt, liegt  dabei an einer konstanten Wechselspannung, so dass  der     Elektrodenstrom    der     spezifischen    Leitfähigkeit  proportional ist und diese an einem entsprechend ge  eichten Strommesser abgelesen werden kann.

   Da die  spezifische     Leitfähigkeit    von der Temperatur der  Flüssigkeit abhängt, werden temperaturabhängige Wi  derstände, und zwar mit negativem     Temperaturgang     zur     Temperaturkompensation    ein der Messschaltung  verwendet.  



  Zur     Überwachung    von     Kationenaustauschern    wird  vielfach eine Skalencharakteristik verlangt, die bei  kleinen spezifischen Leitfähigkeiten stark     auseinan-          dergezogen    ist, die     jedoch    einen     Gesamtmessbereich     von etwa 2 Zehnerpotenzen mit unendlich hoher Leit  fähigkeit am Ende der Skala umfassen soll. Diese  gekrümmte     Charakteristik    lässt sich erreichen, wenn  der Elektrode ein     Vorwiderstand    zugeschaltet wird.  Mit dieser an sich bekannten Massnahme wird jedoch  die     Temperaturkompensation    gestört.

   Um auch für  alle Messebereiche mit einer gekrümmten Skalen  charakteristik die Temperaturkompensation zu erhal  ten, wird gemäss der     Erfindung    als     Vorwiderstand    ein  temperaturabhängiges Widerstandsgebilde (Einzelwi  derstand oder Widerstandskombination) eingeschal  tet, dessen Temperaturgang einstellbar ist.

   Der einzu  schaltende Widerstand besitzt vorzugsweise ebenfalls  einen negativen     Temperaturgang,    und ihm kann     ein     Parallelwiderstand sowie ein     Vorwiderstand    zuge  schaltet sein, damit die     Widerstandskombination    einen    bestimmten Grundwiderstand und ein Abhängigkeit  von der Temperatur eine bestimmte Krümmung der       Widerstands-Temperatur-Kurve    erhält.  



       Zn.    der Zeichnung -ist ein Schaltungsbeispiel darge  stellt,     .nach    dem die Elektrode El zwischen die An  zapfungen eines Eingangsübertragers     Tr    und eines  Stromwandlers SW für das Anzeigegerät M ange  schlossen ist. Hierbei sind die     Anzapfung    beider Ge  räte so bemessen, dass bei     gleichem    Ausgangsstrom  für     alle    Messbereiche die Elektrode in jedem Bereich  den gleichen Widerstand hat und für die Spannungs  versorgung die gleiche Bürde darstellt.

   Eine derartige       Schaltung    mit einem Eingangsübertrager und einem  Stromwandler ist für die Messung von     Scheinwider-          ständen    an sich bekannt.  



  Bei der     nachfolgend    in der Zeichnung beschriebe  nen Schaltung liegt das Anzeigegerät M auf der Se  kundärseite des Stromwandlers SW in einer     Gleich-          richterschaltung.    Eine Temperaturkompensation kann       dadurch    erreicht werden, dass in den Ausgang des       Stromwandlers    ein temperaturabhängiger Widerstand       WT        eingeschaltet    wird, der das gleiche     Temperatur-          verhalten    hat wie die zu messende Lösung und der in  die Elektrode eingebaut und der zu messenden Tem  peratur ausgesetzt ist.

   Der     Spannungsabfall    an dem  Widerstand ist dann unabhängig von der Temperatur.  Die Kennlinie dieses Widerstandes kann mit Hilfe  von Vor- und Parallelwiderständen dem Temperatur  gang der Lösung angepasst werden.  



  Nach der Zeichnung erzeugt ein     Spannungskon-          stanthalter    K eine von     Spannungs-    und Frequenz  schwankungen des Netzes möglichst unabhängige  Spannung, die den Eingangsübertrager     Tr    speist. Der           Übertrager    ist mit einer grösseren Zahl von     Anzap-          fungen    versehen, die mit Hilfe eines Umschalters Sch       eingeschaltet    werden können. An die beiden Schalt  arme des Umschalters ist die Messelektrode El ange  schlossen, die innerhalb der zu messenden Flüssig  keit, z. B. einer Salzlösung, angeordnet ist.

   Mit der  Elektrode in Reihe ist zur Erzielung einer gekrümm  ten Skalencharakteristik ein temperaturabhängiger  Widerstand     WTl    mit negativem     Temperaturbeiwert     geschaltet. Zur Einstellung des Grundwiderstandes  und der Krümmung der     Temperatur-Widerstands-          Kennlinie    sind ausserdem ein fester Parallelwiderstand  und ein     Vorwiderstand        verwendet.     



  Damit die Temperaturkompensation erhalten       bleibt,    muss ein temperaturabhängiger     Vorwiderstand          WTi    verwendet werden, der den gleichen Temperatur  gang besitzt wie die zu messende Lösung. Mit dem  festen Parallel- und     Vorwiderstand,    die beide in der       Messelektrode        angeordnet    sind, damit die     Elektrode     austauschbar ist, wird der Widerstand     WTl    auf einen       bestimmten    Grundwiderstand und auf eine bestimmte  Krümmung der Charakteristik abgestimmt.  



  Der die Elektrode     durchfliessende    Strom     wird    mit       Hilfe    des als     Impedanzwandler    wirkenden Strom  wandlers SW so übersetzt, dass von der Sekundärseite,  d. h. von der     Messschaltung    her der     Elektrodenwider-          stand    gross ist gegenüber den Widerständen des     Mess-          kreises,    dabei     jedoch    für jeden     Messbereich        gleich          grüss    ist.

   Mit Hilfe des Umschalters Sch sind die der  verwendeten Elektrode zugeordneten     Anzapfungen     am     Eingangsübertrager        Tr    und die dem benötigten       Messbereich    zugeordneten     Anzapfungen    am Strom  wandler SW auszuwählen.

   Die auf der Sekundärseite  des     Stromwandlers    auftretende Spannung wird mit       Hilfe    von zwei     Siliziumgleichrichtern        G1,    und     G12          gleichgerichtet    und der     Temperaturkompensations-          schaltung    zugeführt, die aus dem Widerstand     W,    und  den beiden Widerständen     R,-    und     R,    aufgebaut ist.

    Der Widerstand     W,    ist ein bekannter     I-Ia-Ibleiterwi-          derstand,    der     einen    negativen Temperaturgang hat.  Er wird der Temperatur der zu     messenden    Lösung  ausgesetzt. Parallel zur     Temperaturkompensations-          schaltung    Fliegt das     Messinstrument    M, dem ein Wi  derstand R vorgeschaltet ist.

   Der     Widerstand    R     @be-          steht    zweckmässig aus mehreren in Serie geschalteten  Widerständen, die auf die einzuschaltenden     Mess-          instrumente    abgestimmt .sind. Soll     beispielsweise    ein       Messinstrument    mit anderem Innenwiderstand oder  zusätzlich ein     schreibendes    Gerät angeschlossen wer  den, so wird eine entsprechende Anzahl der Serien  widerstände R entfernt, so dass der     Gesamtwiderstand     erhalten bleibt.

   Bei der Bestimmung von     R,    und     R,     muss dieser Parallelwiderstand natürlich berücksich  tigt werden.  



  Das     Übersetzungsverhältnis    des     Stromwandlers     ist jedoch so gewählt, dass die Widerstandsänderun  gen im Sekundärkreis den     gesamten    Ausgangsstrom  nicht beeinflussen, wenn diese Widerstandsänderun  gen sich in bestimmten Grenzen halten. So gehen     bei-          spielsweise    die Widerstandsänderungen der Gleich-         richter    mit der Belastung und der Temperatur und  die Änderungen des der Temperaturkompensation  dienenden Widerstandes     WT    in die Messung nicht ein.  



  Um eine gekrümmte Skalencharakteristik bei un  gestörter Temperaturkompensation zu erreichen, ist  es nicht notwendig, den mit der Elektrode in Reihe  geschalteten temperaturabhängigen Widerstand mit  negativem Temperaturbeiwert zusammen mit der in  der Zeichnung angegebenen Schaltung mit den um  schaltbaren     Anzapfungen    für den Eingangsübertrager  und den Stromwandler zu verwenden.

   Wird jedoch  diese Schaltung     benutzt,    so sind zweckmässig noch  ein Umschalter U oder entsprechende     Anschlussklem-          men        Bim        Elektrodenkopf    vorgesehen, so dass die Wi  derstandskombination mit dem Widerstand     WTl     kurzgeschlossen werden kann, um in     Sonderfällen     einen linearen Skalenverlauf zu erhalten.

   Hierzu sind  bestimmte     Anzapfungen    des Stromwandlers auf den       Elektrodenwiderstand        bei    kurzgeschlossenem     Vorwi-          derstand    abgestimmt, die jeweils     anzuschalten    sind,  wenn die     Vorwiderstände    kurzgeschlossen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Schaltung zum Messen der elektrischen Leitfähig keit einer Flüssigkeit, insbesondere zum Bestimmen des Salzgehaltes einer Lösung, mit Temperaturkom- pensation und mit einem der Leitfähigkeitsmesszelle vorgeschalteten Widerstand zum Erzielen einer ge krümmten Skalencharakteristik, dadurch gekennzeich net, dass dieser Widerstand ein temperaturabhängiges Widerstandsgebilde (WTl) ist, dessen Temperaturgang einstellbar ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Schaltung nach Patentanspruch, dadurch ge.

   kennzeichnet, dass zum Abgleich des temperaturab hängigen Widerstandsgebildes (WTl) auf einen be stimmten Grundwiderstand und eine bestimmte Krümmung ein Serienwiderstand und Parallelwider stand vorgesehen sind. 2.

   Schaltung nach Patentanspruch und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle (El) einschliesslich des zusätzlichen temperaturabhän gigen Vorwiderstandes (WTl) zwischen die Anzap- fungen eines Eingangsübertragers (Tr) und eines Stromwandlers (SW) für das Anzeigegerät (M) ange schlossen ist und die Anzapfungen beider Geräte so bemessen sind, dass bei gleichem Ausgangsstrom für alle Messbereiche die Messzelle (El)

   im Ausgangs kreis als gleicher Widerstand erscheint und gleich zeitig für die Spannungsversorgung die gleiche Bürde darstellt. 3. Schaltung nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass auf der Sekundärseite des Strom wandlers (SW) das Anzeigegerät (M) in einer Gleich richterschaltung (GI, G12) liegt, und zwar parallel zu einem der Temperaturkompensation dienenden Wi derstand (WT) mit negativem Temperaturkoeffizien ten. 4. Schaltung nach den Unteransprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das übersetzungsver- hältnis des Stromwandlers (SW) hoch gewählt ist, damit die Widerstandsänderungen der Gleichrichter (G11, Gh) im Ausgang, z.

   B. infolge Belastung und Temperatur sowie Temperaturkompensation mit einem temperaturabhängigen Widerstand, den Aus gangsstrom durch das Anzeigegerät (M) praktisch nicht beeinflussen. 5.

   Schaltung nach den Unteransprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der der Messzelle (El) vorgeschaltete temperaturabhängige Vorwiderstand (WTl) kurzschliessbar ist und bestimmte zugeordnete Anzapfungen des Stromwandlers (SW) zum Erzielen einer linearen Skalencharakteristik bei kurzgeschlosse nem Vorwiderstand (WTl) abgestimmt sind.