CS248694B1 - Zapojeni pro měření vodivosti roztoků soli zejména dialyzačního monitoru - Google Patents

Abstract

Rešeni se týká zapojení pro přesné měřeni vodivosti roztoků soli, zejména dialyzačního monitoru, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořeno multivibrátorem, jehož aktivní součásti je měřící sonda vodivosti, která má jednu svou elektrodu uzemněnu a druhou svou elektrodu připojenou na vstup bloku kompenzace polarizačního napětí, jehož výstup je připojen k multivibrátoru, který je dále spojen se vstupem bloku úpravy výstupního signálu, přičemž výstup bloku úpravy výstupního signálu je zároveň výstupem zapojení. Zapojení se dá použít všude tam, kde je zapotřebí měřeni vodivosti roztoků.

Description

Vynález se týká zapojení pro měření vodivosti roztoků solí, zejména dialyzačniha monitoru.

Dosud známá zapojení určená k měření vodivostí dialyzačního roztoku vyoházejí z prinoipu převodu změny vodivosti na změnu napětí. Většinou je tedy měřící sonda vodivosti buzena zdrojem konstantního napětí trojúhelníkového nebo sinusového průběhu a v následujícím stupni - převodníku proud - napětí již získáváme napětí přímo úměrné vodivosti roztoku., Má-li se na tomto principu měřit s přesností na desetiny mS, je nutné stabilizovat napájecí napětí minimálně na 5 “V, I pak zůstává toto zapojení citlivé na rušivá napětí, což je nevýhodou zapojení, která pracují na shora popsaném principu.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zapojení pro přesné měření vodivosti roztoků solí, zejména dialyzačniho monitoru, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořeno multivibrátořem, jehož aktivní součástí je měřící sonda vodivosti, která má jednu svou elektrodu uzemněnu a druhou svou elektrodu připojenu na vstup bloku kompenzace polarizačního napětí, jehož výstup je připojen k multivibrátoru, který je dále spojen se vstupem bloku úpravy výstupního signálu, přičemž výstup bloku úpravy výstupního signálu je zároveň výstupem zapojení,

Multivibrátor tvoří měřící sonda vodivosti, která má jednu elektrodu připojenu na neinvertující vstup operačního zesilovače, k jehož invertujícímu vstupu je připojen jednak zpětnovazební odpor a jednak první vývod proměnného odporu a výstup operačního zesilovače je přes omezovači odpor spojen jednak se zpětnovazebním odporem a jednak přes paralelní kombinaoi zpětnovazebního kondenzátoru a linearizačního odporu propojen s neinvertujíoím vstupem operačního zesilovače, přičemž druhý vývod proměnného odporu je připojen k výstupu bloku kompenzace polarizačního napětí.

Blok kompenzace polarizačního napětí tvoří vstup, na který je připojen přes první vatup.ní odpor invertujíoí vstup prvního

248 694 operačního zesilovače, jehož neinvertující vstup je připojen přes první odpor kompenzaoe vstupnioh proudů na zem a výstup prvního operačního zesilovače je propojen jednak přes paralelní kombinaoi prvního zpětnovazebního odporu a prvního filtračního kondenzátoru na invertujíoí vstup prvního operačního zesilovače a jednak přes druhý vstupní odpor na invertujíoí vstup druhého operačního zesilovače, jehož neinvertující vstup je připojen přes druhý odpor kompenzace vstupních proudů na zem a výstup druhého operačního zesilovače je propojen jednak přes paralelní kombinaci druhého zpětnovazebního odporu a druhého filtračního tti , kondenzátoru na invertujíoí vstup druhého operačního zesilovače a jednak na jeho výstup.

Blok úpravy výstupního signálu tvoří jeho vstup, ke kterému je připojen diodový můstek zapojený proti zemi, v jehož příčné větvi jsou zapojeny do série první svítivá dioda a druhá svítivá dioda, přičemž jeho výstup je připojen na anodu první svítivé diody a na katody dvou diod zapojených v můstku.

Výhody zapojení podle vynálezu spočívají v tom, že odpadá nutnost stabilizaoe napájeoxho napětí na tisíoiny voltu, tím se zmenšuje i odběr proudu. Zapojení je méně citlivé na rušivá napětí pronikající roztokem na elektrody měřicí sondy vodivosti.

Na přiloženýoh výkreseoh je znázorněn příklad zapojení podle vynálezu, kde na obr. 1 je zapojení v blokovém schématu a na obr. 2 je uveden příklad detailního zapojení.

Zapojení podle vynálezu tvoří multlvibrátor 2, jehož aktivní součástí je měřioí sonda £ vodivosti, která má jednu elektrodu uzemněnu a druhou elektrodu připojenu na vstup 11 bloku 4 kompenzace polarizačního napětí, jehož výstup 22 je připojen k multivibrátoru 2, který je dále spojen se vstupem 23 bloku £ úpravy výstupního signálu, přičemž výstup 27 bloku £ úpravy výstupního signálů je zároveň výstupem zapojení. Přitom multivibrátor 2 tvoří měřioí sonda £ vodivosti, která má jednu elektrodu připojenu na neinvertujíoí vstup operačního zesilovače IQ, k jehož invertujíoímu vstupu je připojen jednak zpětnovazební odpor 2 ^a jednak první vývod proměnného odporu 5 a výstup operačního zesilovače 10 je přes omezovači odpor 8 spojen jednsk se zpětnovazebním odporem 7 a jednak přes paralelní kombinaoi zpětnovazáního

248 894 kondenzátoru 6 a linearizačního odporu <? propojen s neinvertujíoím vstupem operačního zesilovače 10, přičemž druhý vývod proměnného odporu 5 j© připojen k výstupu 22 bloku 4 kompenzace polarizačního napětí, na jehož vstup 11 je připojen přes první vstupní odpor 12 invertující vstup pivního operačního zesilovače 16, zatfn;oo jeho neinvestující „stup je připojen přes první odpor 15 kompenzace vstupních *proudů na zem. Výstup prvního operačního zesilovače 16 je propojen jednak přes paralelní kombi naci prvního zpětnovazebního odporu 14 a prvního filtračního kondenzátoru 13 n,-„ invertující vstup prvního operačního zesilovače 16 a jednak přes druhý vstupní odpor 1? na invertující vstup druhého operačního zesilovače 21, jehož neinvertující vstup je připojen přes druhý odpor 20 kompenzace vstupních proudů aa zem. Výstup druhého operačního zesilovače 21 je připojen jednak přes paralelní kombinaci druhého zpětnovazebního odporu 19 a druhého filtračního kondenzátoru 18 na invertujíoí vstup druhého operačního zesilovače 21 a jednak ke svému výstupu 22. Blok £ úpravy výstupního signálu má ke svému vstupu 23 připojen diodový můstek 24 proti zemi, v jehož příčné větvi jsou zapojeny do série první svítivá dioda 25 a druhá svítivá dioda 26.

Přitom jeho výstup 27 je připojen k anodě první svítivé diody 24 a na katody dvou diod zapojených v diodové® můstku 24.

Před vlastním měřením vodivosti a vždy, když se změní konstanta měřící sondy 1 vodivosti se proved© oejchování zapojení.

Na čítači zapojeném na výstup 27 zapojení nastavíme proměnným odporem J5 hodnotu frekvence tak, aby byl dodržen měřící rozsah, například 10 mS s'·**' 2000 Hz^ 20 mS zxy 4000 Hz_a

Funkce zapojení podle vynálezu je následující: měřicí sondou 3. vodivosti necháme protékat solný roztok. Po připojení napájecího napětí přejde operační zesilovač 10 multivibrátoru·2 do kladné nebo záporné saturace a začne se nabíjet zpětnovazební kondenzátor <>. Napětí na neinvertujíoím vstupu operačního zesilovače 10 multivibrátoru klesá s časovou konstantou:

kde^C je časová konstanta

Rg je proměnný odpor měříoí sondy vodivosti θχ je kapacita zpětnovazebního kondenzátoru

248 894

Jakmile toto napětí klesne pod hodnotu napětí na invertujíoím vstupu operačního zesilovače 10 multivibrátoru 2 - danou dělíoím poměrem odporového děliče proměnného odporu £ a zpětnovazebního odporu 2, překlopí operační zesilovač 10 do druhé saturace a děj ' se opakuje. Frekvenoe těohto kmitů je nepřímo úměrná proměnnému: odporu měřioí sondy vodivosti, tedy přímo úměrná vodivosti měřeného roztoku mezi elektrodami a je rovna rovnioi f -----------------------------2 R C, ln(l + ~ kde f je frekvenoe multivibrátoru

R je proměnný odpor měřící sondy vodivosti je kapacita zpětnovazebního kondenzátoru R^ je proměnný odpor R₂ je zpětnovazební odpor

Nelínearita v požadovaném rozsahu měření, způsobená nedostatečnou ryohlostí přeběhu operačního zesilovače 10 multivibrátoru 2 je odstraněna paralelním zapojením linearizačního odporu £ a zpětnovazebního kondenzátoru 6. Amplituda výstupních impulsů je stabilizována blokem úpravy výstupníoh impulsů a je dána součtem napětí na první svítivé diodě 25 a na druhé svítivé diodě 26 zapojené v propustném směru. Stejnosměrné napětí vznikájíoí na elektrodě měřioí sondy JL vodivosti je současně přiváděno na invertuj í o í vstup prvního operačního zesilovače 16 bloku 4 kompenzace polarizačního napětí s jednotkovým zesílením a dále na inver tujíoí vstup druhého operačního zesilovače 21 bloku 4 kompenzace polarizačního napětí, jehož zesílení je nastaveno tak, aby kompenzovalo zeslabení tohoto napětí v odporovém děliči sestávájíoí z proměnného odporu χ a zpětnovazebního odporu 2· Toto stejnosměrné napětí z neinvertujícího vstupu operačních zesilovačů 16 a 21 se pak dostává i na vstupy invertujíoí těohto zesilovačů a zabraňuje tím rozladění multivibrátoru 2. Střídavá složka napětí z neinvertujíoíoh vstupů operačních zesilovačů 16 a 21 je odstraněna prvním a druhým filtračním kondenzátorem 13 a 18.

Zapojeni podle vynálezu se dá použít věude tam, kde je zapotřebí měřeni vodivosti roztoků.

Claims (4)

1. Zapojeni pro měřeni vodivosti roztoků soli, zejména dialyzačního monitoru, vyznačující se tim, že je tvořeno multivlbrátorem (2), jehož aktivní součásti je měřici sonda (l), která má jednu svou elektrodu uzemněnu a druhou svou elektrodu připojenu na vstup (ll) bloku (4) kompenzaoe polarizačního napětí, jehož výstup (22) je připojen k multivibrátoru (2), který je dále spojen se vstupem (23) bloku (3/ úpravy výstupního signálu, přičemž výstup (2?) bloku (3) ápravy výstupního signálu je zároveň výstupem zapojeni,

2, Zapojeni podle bodu 1, vyznačující se tím,že multivibrátor (2) tvoři měřící sonda (l), která má jednu elektrodu připojenu ηε neinvertujíoí vstup operačního zesilovače (lO)_ř k jehož itivertujíolmu vstupu je připojen jednak zpětnovazební odpor (7) a jednak první vývod proměnného odporu (5) a výstup operačního zesilovače (lO) je přes omezovaoí odpor (8) spojen jednak se zpětnovazebním odporem (7) a jednak přes paralelní kombinaci zpětnovazebního kondenzátoru (6) a linearizačního odporu (9) propojen s neinvertujíoím vstupem operačního zesilovače (lO), přičemž druhý vývod proměnného odporu (5) je připojen k výstupu (22) bloku (4) kompenzace polarizačního napětí,

3» Zapojení podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že blok (4) kompenzace polarizačního napatí tvoří vstup (ll) na který je připojen přes první vstupní odpor (12) invertujíoí vstup prvního operačního zesilovače (16), jehož neinvertujícl vstup je připojen přes první odpor (15) kompenzaoe vstupních proudů na zem a výstup prvního operačního zesilovač® (ló) je propojen jednak přes paralelní kombinaci prvního zpětnovazebního odporu (l4) a prvního filtračního kondenzátoru (15) na invertuji©! vstup prvního operačního zesilovače (l6) a jednak přes druhý vstupní odpor (l?) na invertujíoí vstup druhého operačního zesilovače (2l), jehož neinvertujioi vstup je připojen přes druhý odpor (20) kompenzaoe vstupních proudů na zem a výstup druhého operačního zesilovače (21) je propojen jednak přes paralelní kombinaci druhého zpětnovazebního odporu (19) a druhého filtračního kondenzátoru (18) na

248 894 invertujíoí vstup druhého operačního zesilovače (2l) a jednak na výstup (22). ,

4. Zapojení podle bodu 1, vyznačující se tím, že blok (3) úpravy výstupního signálu tvoří vstup (23), ke kterému je připojen diodový můstek (24) proti zemi, v jehož příčné větvi jsou zapojeny do serie první svítivá dioda (25) a druhá svítivá dioda (26), přičemž výstup (27) je připojen na anodu první svítivé diody (25) a na katody dvou diod v můstku.