DE1598074A1

DE1598074A1 - Measuring system

Info

Publication number: DE1598074A1
Application number: DE19651598074
Authority: DE
Inventors: Brown Neil Lewis
Original assignee: Bissett Berman Corp
Current assignee: Bissett Berman Corp
Priority date: 1965-09-25
Filing date: 1965-09-25
Publication date: 1970-07-09

Description

Meßsystem Die Erfindung betrifft ein Meßsystem zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit einer Flüssigkteit und insbesondere zur Bestimmung des Alzgehaltes einer Flüssigkeit durch Messung ihre@ Leitfähligkeit. Die Erfindung soll die Messung des Salzgehaltes von Seewasser an Ort und Stelle ohne die Notwendigkeit ermögli@hen Proben des, Seewassers zur Bestimmung des Salzgehaltes zu einem späteren Zeitpunkt zu nehlnen. Measuring system The invention relates to a measuring system for determining the electrical conductivity of a liquid and in particular to determine the Alzcontent of a liquid by measuring its @conductivity. The invention aims to measure the salinity of sea water on the spot without the need enable samples of the seawater to be determined at a later date to determine the salinity Time to miss.

Es silld schon verschiedene Verfahren zur Messung des Salzgehaltes von Seewasser bekannt. Bei einem Verfahren wurde beispielsweise eine Titrierung verwendet, es hat sich jedocil eindeutig erwiesen, daß die Messung des Salzgehaltes mittels der elektrischen Leit-@@igkeit gegenüber der Titrierung das weit bessere Verfahren ist.There are already various methods of measuring the salt content known from lake water. For example, one method involved a titration used, it has been clearly shown that the measurement of the salinity by means of the electrical conductivity it is far better than the titration Procedure is.

Dieses Verfahren verläuft rascher und einfaener mit höherer Ge-@@@@@@ @@it.This process is quicker and simpler with higher levels of expertise. @@ it.

Der Stand der Technik zeigt verschiedene Möglichkeiten der Bestimmung der elektrischen Leitfähgkeit des Seewassers auf. The prior art shows various ways of determining the electrical conductivity of the sea water.

So wurden beispielsweise Glasleitfähigkeitszellen mit Platinelektroden als Fühler bei Labor-Salinometern verwendet. Diese Zellen können so lange verwendet werden, als sie nicht organischen oder inorbanischen Mitteln oder extremen Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden. Somit können Glaszellen dann nicht verwendet werden, wenn die Messung des Salzgehaltes an Ort und Stelle vorge nommen werden soll. For example, there were glass conductivity cells with platinum electrodes used as a probe in laboratory salinometers. These cells can be used for so long are considered to be non-organic or inorganic agents or extreme environmental conditions get abandoned. Thus, glass cells cannot be used if the Measurement of the salinity should be carried out on the spot.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, kapazitiv gekoppelte Elektroden als Fühler für die Messung der elektrischen Leitfähigkeit oder des Salzgehaltes von Seewasser zu verwenden. Diese Art von Instrument erfordert jedoch ein sehr hochfrequentes Eingangssignal. It has also been proposed to use capacitively coupled electrodes as a sensor for measuring electrical conductivity or salt content to use from seawater. However, this type of instrument requires a very high frequency one Input signal.

Genaue Messungen sind jedoch schwierig durchzuführen wenn hohe Frequenzen verwendet werden, insbesondere dann wenn die Messung des Seewassers an Ort und Stelle vorgenommen werden soll. However, accurate measurements are difficult to make when using high frequencies be used, especially when measuring the seawater on the spot should be made.

Demgemäß bringt die Erfindung ein System zum Messen der elektrischen Leitfähgkeit einer Flüssigkeit, mit dem Kennzeichen, daß ein Fühler oder eine Sonde vorgesehen ist, der in die Flssigkeit eingetaucht werden kann und der erste und zweite Transformatorwicklungen zur Aufnahme eines Eingangssignals bzw. zur Abgabe eines Ausgangssignals besitzt, wobei der Füller derart aurgebaut ist, daß eine Koppelschaltung zwischen den Wicklungen du@@h @@@ @lössigkeit geschlossen wird, in die der Fühler ein-@@@@@@ @@@@ und deren Leitfähigkeit die Amplitude des Ausgangs-@@@@@ @@@@@@, und @ eino @@@ die Eingangs- und Ausgangsder Flüssigkeit vorgesehen ist. Da das Salinometer der vorliegenden Erfindung unter sich ändernden Umgebungsbedingungen eingesetzt werden kann, können die verschiedensten Mittel zur Kompensation dieser sich ändernden Umgebungsbedingungen vorgesehen werden. So sind beispielsweise verbesserte temperaturkompensierende Vorrichtungen bei den noch - zu beschreibenden Ausführungsbeispielen vorgesehen. Accordingly, the invention provides a system for measuring electrical Conductivity of a liquid, indicating that a sensor or probe is provided, which can be immersed in the liquid and the first and second transformer windings for receiving an input signal or for outputting an output signal, the filler being constructed in such a way that a coupling circuit between the windings du @@ h @@@ @ is closed, in which the feeler a - @@@@@@ @@@@ and whose conductivity the amplitude of the output - @@@@@ @@@@@@, and @ eino @@@ the input and output der Liquid provided is. As the salinometer of the present invention operates under changing environmental conditions can be used, various means can be used to compensate for this changing environmental conditions can be provided. So are, for example, improved temperature-compensating devices in the exemplary embodiments still to be described intended.

Diese verwenden einen Brückentemperaturkompensator mit auf Temperaturänderungen ansprechenden linpe danz en in den Brüclcenzweigen. Insbesondere kann die Temperaturkompensationsschaltung aus einer Doppelbrücke bestehen. Der Doppelbriirlrenaufbau iim weiter durch die Verwendung eines temperature;-ipfindlichen Impedanzelementes verbessert werden, das zur Kupplung von Kömpensiersig nalen von einem Teil der Doppelbrücke zum anderen vorgesehen ist.These use a bridge temperature compensator with temperature changes appealing linpe dances in the bridge branches. In particular, the temperature compensation circuit consist of a double bridge. The Doppelbriirlrenaufbau iim further through the Use of a temperature sensitive impedance element can be improved, that for coupling Kömpensiersig nals from one part of the double bridge to the other is provided.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, zur Kompensation von Druclc-und Temperatureinwirkungen auf das einen induktiv gekoppelten Fühler verwendende Salinolneter eine durch ein druckempfindliche 5 Element gesteuerte.variable Impedanz einzubauen. Der Einfluß der Temperatur auf den Druckkoeffizienten wird außerdem durch eine veränderbare, von einem temperaturempfindlichen Element gebildete Impedanz kompensiert.It is also proposed to compensate for the effects of pressure and temperature to the Salinolneter using an inductively coupled sensor Build in pressure sensitive 5 element controlled variable impedance. The influence the temperature on the pressure coefficient is also influenced by a changeable, Compensated for impedance formed by a temperature-sensitive element.

Wie sich noch ergeben wird, ist der Aufbau des induktiv gekoppelten Fühlers so getroffen, daß die Einflüsse sowohl durch Verschmutzen und Xorrosioll ar auch große Druck- ; und Temperaturänderungen für den Fühler @@iminiert werden.As will be seen, the structure of the inductively coupled Feeler so taken that the influences both by soiling and Xorrosioll ar also great printing; and temperature changes for the sensor @@ are iminated.

Die im Meßsystem enthaltene Schaltung @and eine @nzeige des Salz@e@altes @urch Verwendung des Ausgangs- zu Eingangsspannung-Verhältnis der Meßbrücke hervorbringen, wodurch die Frequenz eines Phasenschieberoszillators gesteuert wird. Die Frequenz des Oszillators besitzt damit einen Wert, der den Salzgehalt des Wassers darstellt und die Messung der Frequenz des Oszillators kann da@ zur Anzeige des Salzgehaltes dienen.The circuit included in the measuring system and a display of the old salt @By using the output to input voltage ratio of the measuring bridge, whereby the frequency of a phase shift oscillator is controlled. The frequency of the oscillator has a value that represents the salinity of the water and the measurement of the frequency of the oscillator can be used to display the salt content to serve.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Ze@hnungen beschrieben. Es zeigen Fig. 1 ein Blockdiagramm eines die Erfindung beinhaltenden Meßsystems, Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm eines Meßtransformators (ration transformer) der in dem System gemäß Fig. 1 enthalten sein kann, Fig. 3 ein Schaltdiagramm eines Teiles des Systems nach Fig. 1, Fig. 4 eine Schnittansicht durch die Fühleranordnung, wie sie bei einem Meßsystem zur Bestimmung des Salzgehaltes einer Flüssigkeit an Ort und Stelle verwendet werden kann, Fig. 5 eine Brü@kenkompensationsschaltung für das System gemäß Fig. 1, Fig. 6 oine @@@@@ D@@pelbrüdkenkompensationsschaltung für das System ge@äß Fig. 1, Fig. 7 ein äquivalentes Schaltungsdiagramm der Doppelbrücke gemäß Fig. 6 zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der D@ppelbräeke @emäß Fig. 6, Fig. 8 eine @weite Doppelbrückenkompensationsschaltung fur das Syste @emäß Fig. 1, Fig. 9 ein zweltes Ausführungsbeispiel der Erfindung, teils in Flock- teils in Schaltdiagramm, Fig.. 10 ein Meßsystem äjirilich dem der Fig. 9, jedoch mit zusätzlicher Druckkompensation, und Fig. 11 ein Schaltdiagramm eines Druckfühlers und eines Druckkompenstors zurVerwendung in dem Syste m gemäß Fig. 10.Embodiments of the invention will now be based on the drawings described. 1 shows a block diagram of one incorporating the invention Measuring system, Fig. 2 is a circuit diagram of a measuring transformer (ration transformer) which may be included in the system of FIG. 1, FIG. 3 is a circuit diagram of a Part of the system according to FIG. 1, FIG. 4 is a sectional view through the sensor arrangement, as in a measuring system for determining the salinity of a liquid Can be used on the spot, Fig. 5 a bridge compensation circuit for the system according to Fig. 1, Fig. 6 oine @@@@@ D @@ pelbrüdkenkompensationskreis for the system according to FIG. 1, FIG. 7, an equivalent circuit diagram of the double bridge according to FIG. 6 to illustrate the mode of operation of the D @ ppelbräeke @ em according to FIG. 6, FIG. 8 a wide double bridge compensation circuit for the system according to FIG. 1, FIG. 9 shows a second exemplary embodiment of the invention, partly in flock, partly in Circuit diagram, FIG. 10 shows a measuring system similar to that of FIG. 9, but with additional pressure compensation, and FIG. 11 is a circuit diagram of a Pressure sensor and a pressure compensator for use in the system according to Fig. 10.

Gemäß Fig. 1 besitzt das Meßinstrument zwei Transformatoren T1 und T2. Die Transformatoren sind Uber eine einzige Schleife, die das Seewasser enthlät, miteinander gekoppelt. Der Widerstand des Seewassers ist als Widerstand RW bezeichnet. Das Eingangssignal zum Transformafor Tí wird von einem Oszillator 10 erzeugt. Der Oszillator hat beispielsweise eine Frequenz von 10 kflz. Das Ausgangssignal des Oszillators 10 wird auch an einen ersten Meßtransformator 12 angelegt.According to Fig. 1, the measuring instrument has two transformers T1 and T2. The transformers are over a single loop that reveals the sea water, coupled with each other. The resistance of the sea water is referred to as resistance RW. The input signal to the transformer Tí is generated by an oscillator 10. Of the For example, the oscillator has a frequency of 10 kHz. The output signal of the Oscillator 10 is also applied to a first measuring transformer 12.

Das Ausgangssignal von dem ersten Meßtransformator 12 wird über einen zweiten Meßtransformator 14 an eine Kompensationsschaltung 16 angekoppelt. Das Ausgangssignal der Kompensationsschaltung wird an einen Synchrondetektor 18 angelegt. Ein Meßgerät 20 dient zur Messung des Ausgangssignals des Synchrondetektors. -An den Synchrondetektor wird auch der zweite Transformator angeschlossen. Schließlich legt der Oszillator 10 ein Bezugs signal an den Sgnchrondetektor 18.The output signal from the first measuring transformer 12 is via a second measuring transformer 14 coupled to a compensation circuit 16. The output signal the compensation circuit is applied to a synchronous detector 18. A measuring device 20 is used to measure the output signal of the synchronous detector. - To the synchronous detector the second transformer is also connected. Finally, the oscillator attaches 10 a reference signal to the synchronous detector 18.

Das von dem Oszillator 10 erzeugte Signal wird über die Transformatoren T1 und T2 mit einem Kopplungsgrad angekoppeib, der durch die Leitfähigkeit des Seewassers bestimmt wird. Diess wird durch den Widerstand RW drgestellt, der auch als Darstellung des Salzgehaltes des Seewassers dient. Die Trans Formator T1 und T2 und der Widerstand RW bilden zusammen mit den Meßtransformatoren 12 und 14 und der Kompensationsschaltung 16 eine Schleife für das vom Oszillator 10 angelegte Signal.The signal generated by the oscillator 10 is transmitted through the transformers T1 and T2 are coupled with a degree of coupling that is determined by the conductivity of the seawater is determined. This is represented by the resistance RW, which is also used as a representation the salt content of the lake water. The Trans Formator T1 and T2 and the resistor RW form together with the measuring transformers 12 and 14 and the compensation circuit 16 creates a loop for that applied by the oscillator 10 Signal.

Wonn die Wieklungen der Transformatoren T1 und T2 so angeordnet sind, daß sie entgegengesetzte Polaritäten erzeugen, dann können die Meßtransformatoren 12 und 14 so eingestellt werden, daß sie einen Gesamtfluß O innerhalb des Systems erzeugen. Dies ergibt eine magnetomotorische Kraft O am Transformator T2 und das Ausgangsmeßgerät 20 kann somit als Mullanzeige dienen, um anzugeben, daß das gesamte Sys@@@ abgeglichen ist. Die Leitfähgkeit oder der Salzgehalt des Seewassers kann dann bestimmt werden, Die Kompensationsschaltung 15 kann Vorrichtungen enthalten, die auf die Temperatur und/oder den Dru@@@ des Meerwassers ansprechen, Diese Kompensationsschaltung 15 gestattet eine direkte Ablesung des Salzgehaltes des Seewassers und macht eine Umredchnung der Ablesungen unnötig.If the movements of the transformers T1 and T2 are arranged in such a way that that they generate opposite polarities, then the measuring transformers 12 and 14 are adjusted so that they have a total flow O within the system produce. This gives a magnetomotive force O on transformer T2 and that Output meter 20 can thus serve as a gauze indicator to indicate that the entire Sys @@@ is matched. The conductivity or the salinity of the lake water can then be determined, The compensation circuit 15 may include devices which respond to the temperature and / or the pressure of the sea water, this compensation circuit 15 allows a direct reading of the salinity of the lake water and makes one Recalculation of the readings unnecessary.

Gowöhnlich wird der Meßtransformator 12 auf 1 gestellt und der Meßtransformator 14 wird so justiert, daß die Meßschaltung abgeglichen ist, wenn der Fühler in eine Flüssigkeit mit bekannter @@@t@@ügkeit einget@@ht wird, Die Fühlvorrichtung wird dann in die unbekannte Fl@ss@@keit eingetauent und der erste Meßtransformator @@@@@ so @@@@estell@, daß in der Schaltung Gleichgewicht hergestellt wird, w@ druch die Nullanzeige des Meßgerätes 20 ange@eben @@@rd. Der @@@@@ @@@@ Elnstellu@ des ensten Meßtra@@@- Leitfähigkeit der Flüssigkeit, beispielsweise Seewasser, zu der bekannten Probe.Usually the measuring transformer 12 is set to 1 and the measuring transformer 14 is adjusted so that the measuring circuit is balanced when the sensor is in a Liquid with known @@@ t @@ ügkeit is used, the sensing device is then immersed in the unknown fluid and the first measuring transformer @@@@@ so @@@@ estell @ that equilibrium is established in the circuit, w @ through the Zero display of the measuring device 20 ange @ even @@@ rd. The @@@@@ @@@@ Elnstellu @ of the next Meßtra @@@ - Conductivity of the liquid, e.g. sea water, to the known sample.

Fig. 2 ist ein Schaltdiagramm eines Meßtransformators, wie er als einer der Meßtransformatoren 12 und 14 gemäß Fig. 1 Verwendung finden kann. Der Meßtransformator besteht aus drei inneren Transformatoren, die mit 100, 102 und 104 bezeichnet sind. Zwischen dem Transformator 100 und dem Transformator 102 ist eine Haupteinstellmöglichkeit 106 mit vier Stellungen vorgesehen, während für die Transformatoren 102 und 104 vier Dekadenschieber 108, 110, 112 und 114 angeordnet, sind. Das Eingangssignal Ei wird an den Transformator 10O angelegt, während das Ausgangs signal Eo die Summe der Ausgangssignale der Transformatoren 100, 102 und 104 ist. Die Haupteinstellung kannso eingestellt werden, daß sich am Transformator 100 Ausgangsspannungen ergeben, die zu der Eingangsspannung am Transformator 100 beispielsweise im Verhältnis 0,8, 0,9, 1,0 und 1, stehen. Die Transformatoren 102 und 104 können innerhalb des Meßtransformators mit den Schiebern 108, 110, 112 und 114 eine Gesamtspannungsänderung hervorrufen, die nur im Verhältnis 1: 100.000 steht. Die Schieber 108, 110, 112 und 114 haben jeweils zehn Stellungen.Fig. 2 is a circuit diagram of a measuring transformer, as it is as one of the measuring transformers 12 and 14 according to FIG. 1 can be used. Of the Measuring transformer consists of three inner transformers, those with 100, 102 and 104 are designated. Between the transformer 100 and the transformer 102 is a main setting 106 with four positions is provided while for the Transformers 102 and 104 four decade sliders 108, 110, 112 and 114 arranged, are. The input signal Ei is applied to the transformer 10O, while the Output signal Eo is the sum of the output signals from transformers 100, 102 and 104 is. The main setting can be set so that on the transformer 100 result in output voltages that correspond to the input voltage at transformer 100 for example in the ratio 0.8, 0.9, 1.0 and 1. The transformers 102 and 104 can be inside the measuring transformer with the slides 108, 110, 112 and 114 cause a total voltage change that is only in the ratio 1: 100,000. The slides 108, 110, 112 and 114 each have ten positions.

Das Verhältnis der Windungen zwischen den den Schiebern 108 und 110 bzw. 112 und 114 zugeordneten Wicklungen ist 10:1. The ratio of turns between the slides 108 and 110 or the windings assigned to 112 and 114 is 10: 1.

Spannungsverhältnis zwischen den Transformatoren 102 und @@@@@ ist 100:1. The voltage ratio between the transformers 102 and @@@@@ is 100: 1.

Fig. 3 zeigt ein Schaltungsdisgramm des Synchrondetekt@@@ 18. Fig. 3 shows a circuit diagram of the synchronous detector @@@ 18.

Dieser enthält einen Eingangstransformator 200. Zwei @@@@@@ 202 und 204 sind mit gleicher Polung and die beiden Enden der Sekundärwicklung des Eingangstransformators 200 geschaltet. This contains an input transformer 200. Two @@@@@@ 202 and 204 are with the same polarity at the two ends of the secondary winding of the input transformer 200 switched.

Zwei Widerstände 206 und 208 sind in Reihe mit den Anoden der Dioden 202 und 204 gelegt. Das Meßgerät 20 dient zur Anzeige der Spannung an den Widerständen 206 und 208. Die Bezugsspannung vom Oszillator 10 liegt zwischen der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Transformators 200 und dem Verbindungspunkt der Widerstände 206 und 208.Two resistors 206 and 208 are in series with the anodes of the diodes 202 and 204 placed. The measuring device 20 is used to display the voltage across the resistors 206 and 208. The reference voltage from oscillator 10 is between the center tap the secondary winding of the transformer 200 and the connection point of the resistors 206 and 208.

Wenn das Eingangssignal des Transformators 200 null ist, dann zeigt das Meßgerät 20 null an. Der Synchrondetektor ist dann abgeglichen, da der in dem Detektorkreis fließende Strom Spannungen an den Widerständen 206 und 208 erzeugt, die sich aufheben. Wenn eine Eingangsspannung angelegt wird, dann entsteht an der Sekundärwicklung des Transformators 200 ein von der Amplitude und der Polarität der Eingangsspannung abhängige Spannung. Diese Spannung bringt die Detektorschaltung aus dem Gleichgewicht und daß Meßgerät 20 zeigt entweder einen positiven oder einen negativen Wert an, Je nach der Polarität an der Eingangsspannung des Transformators 200. Der Synchrondetektor 18 gibt somit eine Anzeige von der Abweichung im Gleichgewicht der Meßschaltung gemäß Fig. 1. Wenn die Meßtransformatoren so eingestellt sind, daß der Gelchgewichtszustand herrscht, dann C)-gibt sich kein Eingangssignal am Transformator 200. Der Synchrondetektor wiXtsomit als Nullanzeige.If the input to transformer 200 is zero then shows the meter 20 shows zero. The synchronous detector is then calibrated because the Detector circuit flowing current generates voltages across resistors 206 and 208, that cancel each other out. When an input voltage is applied, it arises at the Secondary winding of transformer 200 one on the amplitude and polarity the voltage dependent on the input voltage. This voltage brings the detector circuit out of balance and that meter 20 shows either a positive or a negative value, depending on the polarity at the input voltage of the transformer 200. The synchronous detector 18 thus gives an indication of the deviation in equilibrium the measuring circuit according to Fig. 1. If the measuring transformers are set so that the gelch weight condition prevails, then C) - there is no input signal on Transformer 200. The synchronous detector wiXt as a zero display.

Die Fig. 4 zeig@ @@ne Schnittansicht einer Fühleranordnung, die bei den Ausführung sbeispielen gemäß der E findung Verwendung finden kann. Der viiller enthält ein Gehäl1se 300, darr; beispiels- -weise aus rostfreiem Stahl bestehen kann. Das Gehäuse ähnelt einem Ringabschnitt mit einem Hals 302, der sich von der einen Seite des Ringabschnittes erstreckt. Ein Befestigungsflasch 304 ist an dem Ende des Halses 302 angedrdnet. Der Befestigungsflansch besitzt eine Anzahl von Löchern 306 zur Befestigung des FUhlers. Dichtungsmittel sind in dem Flansch 504 vorgesehen und bestehen aus einer Nut 308 mit Einem O-förmigen Rig 310.Fig. 4 shows @ @@ ne sectional view of a sensor arrangement that is used in the execution examples according to the invention can be used. The viiller contains a housing 300, darr; exemplary -Wise made of stainless Steel can exist. The housing resembles a ring section with a neck 302, which extends from one side of the ring section. A fastening bottle 304 is attached to the end of the neck 302. The mounting flange has a Number of holes 306 for attaching the sensor. Sealants are in that Flange 504 are provided and consist of a groove 308 with an O-shaped rig 310.

Der ringförmige' Teil des Gehäuses kann aus mehreren Abschnitten zusammengesetzt sein. So kann beispielsweise der ringförmige Teil ein rechtes kreiszylinderförmiges Glied 312 mit Endflanschen 214 besitzen. Das Glied 312 und die Flansche 314 sind mittels Bolzen 316 verbundene wobei eine Abdichtung über die O-förmigen Ringe 318 erfolgt.The annular part of the housing can be composed of several sections be. For example, the ring-shaped part can be a right circular cylindrical part Link 312 with end flanges 214 have. The member 312 and the flanges 314 are connected by means of bolts 316 with a seal via the O-shaped rings 318 he follows.

Ein inneres Führungsglied 320 verläuft durch die Endflansche 314 und ist von dem restlichen Gehäuse isoliert. Das innere Führungsglied 320 besteht aus einem nichtmagnetischen Isoliermaterial. Das' Glied 320 wird mittels Isolierhüllen und O-Ringen 3e2 von dem überigen Gehäuse abgedichtet. Kreisförmige Flansche 324 pressen die Hüllne oder Hülsen und O-Ringe 322 in abdichbenden Kontakt, um daß Glied 320 in Position zu halten. Das ganze Ge' hause ist in einem nicht : itenden Material 326, beispielsweise nichtleitendem plastischen Material, eingekapselt, wobei der die noch zu erwähnenden Trans formatorénwicklungen einschließende Teil ringförmig ist, wodurch sich ein mit Meerwasser gefülltes zentrales Gefäß ergibt. An inner guide member 320 extends through the end flanges 314 and is isolated from the rest of the case. The inner guide member 320 is made made of a non-magnetic insulating material. The 'member 320 is by means of insulating sleeves and O-rings 3e2 sealed from the overlying housing. Circular flanges 324 compress the sleeves or sleeves and o-rings 322 into sealing contact around the member 320 in position. The whole house is in a non-essential material 326, for example non-conductive plastic material, encapsulated, the the still to be mentioned transformer windings enclosing part ring-shaped is, resulting in a central vessel filled with seawater.

In dem Gehäuse 300 sind zwei Ringtransformatoren 528 eingeschlossen. Die Transformatoren sind mit elektrostatischem Schirmmaterial 330 und magnetischem Abschirmmaterial 332 versehen. Das magnetische Abschirmmaterial 332 dient zur Abschirmung der Kerne der Transformatoren 528 voneinander. Die zugeordneten Wicklungen und Leiter sind elektrostatisch abgeschirmt. Die magnetische Abschirmung gewährleistet auch, daß gleiche Spannungen in jeder der Sekundärwindungen des Transformators 328 erzeugt werden, so daß in dem Sekundärspannungsverhätnis eine hohe Genauigkeit erzielt wird. Die erforderlichen Zuleitungen zu den Wicklungen der Transformatoren 528 werden durch eine C;ffnung 554 in dem als 302 zugeführt.Two toroidal transformers 528 are enclosed in the housing 300. The transformers are with electrostatic screen material 330 and magnetic Shielding material 332 provided. The magnetic shielding material 332 is used for shielding the cores of the transformers 528 from each other. The associated windings and conductors are electrostatically shielded. The magnetic shield also ensures that creates equal voltages in each of the secondary windings of transformer 328 so that a high accuracy is achieved in the secondary voltage ratio. The necessary leads to the windings of the transformers 528 will be through an opening 554 in which is fed as 302.

Die Transformatorwicklungen werden über das in dem obengenannten Zentralgefäß befindliche Meerwasser magnetisch gekoppelt, wobei diese Kopplung einen veränderlichen Widerstand RW bewirkt.The transformer windings are in the above-mentioned central vessel seawater located magnetically coupled, this coupling a variable Resistance RW causes.

Die Stabilität des Fühlers hängt von der Stabilität der Fühlergeometrie und insbesondere des Zentralgefäßes der ringförmigen Struktur ab. Jegliche Änderungen in diesem Zentralgefäß infolge von Meereinflüssen bewirken Abweichungen in der Eichung des Instruments. Der induktiv gekoppelte Fühler ist jedoch wesentlich weniger einpPinCllich gegen Einflüsse durch Verschmutzung als andere Arten von die Leitfähigkeit messenden Instrumenten.The stability of the probe depends on the stability of the probe geometry and in particular the central vessel of the annular structure. Any changes in this central vessel as a result of sea influences cause deviations in the calibration of the instrument. The inductively coupled sensor, however, is much less single-pin against the effects of pollution than other types of conductivity measurement Instruments.

Abgesehen davon verringern bestimmte allgemeine Verfahren die Einflüsse des Verschmutzens beträchtilich.Apart from that, certain general procedures reduce the influences of pollution considerably.

So ist es beispielsweise von Vorteil, Zentralgefäße mit großem Durchmesser zu verwenden, so daß die Gefäße oder Öffnungen prozentual durch die Organismen weniger beeinflußt werden und auch leichter reingehalten werden können. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die kritischen Flächen des Fühlern mit Verbindungen gegen das Verschmutzen zu versehen. Um ein Verschmutzen durch größere Objekte, beispielsweise durch Seetang, zu vermeiden, wird ein großer Schirm zumindest einige Fuß entfernt um den Fühler gelegt. Dies beeinflußt die Messungen nicht, verhindert aber das Verschmutzen des Fühlers durch irgendwelche große Objekte. For example, it is advantageous to use central vessels with a large diameter to use so that the vessels or openings in percentage through the organisms less can be influenced and can also be kept clean more easily. Another possibility consists in protecting the critical surfaces of the sensors with connections against soiling to provide. To prevent contamination from larger objects, such as seaweed, To avoid this, a large screen is placed at least a few feet away around the antennae placed. This does not affect the measurements, but prevents the Through any large objects.

Fig. 5 veranschaulicht eine Temperaturkompensationsschaltung, wie sie als Temperaturkompensationsschaltung 16 in dem System gemäß Fig. 1 verwendet werden kann. Die Temperaturkompensations-Schaltung der Fig, 5 besteht aus einer Einfachbrücke mit den Widerständen RA, RF, RB und RT. Bei der gezeigten Anordnung ist R.A RB und RT ein Platinwiderstandsthermometer. Das Platinwiderstandstherinometer ist aus reinem Platin gewickelt und sorgfältig ausgeglüht, so daß es sehr stabil ist. Der Wer Widerstand TR so daß wird in dem zu Inessenden Meerwasser ausgesetzt,/der dieselbe Temperatur wie das Wasser besitzt. Normalerweise ist er an oder in der Nähe der Fühleranordnung angebracht. Das Eingangssignal der Schaltung Ei wird zwischen dern Verbindungspunkt der Widerstände RA und RF und dem Verbindungspunkt der Widerstände RB und RT angelegt. Das Ausgangssignal Eo wird zwischen dem Verbindungspunkt der Widerstände RA und RB und dem Verbindungspunkt der Wi@@rstände RF und RT abgehommen. Fig. 5 illustrates a temperature compensation circuit such as it is used as the temperature compensation circuit 16 in the system of FIG can be. The temperature compensation circuit of FIG. 5 consists of one Single bridge with resistors RA, RF, RB and RT. In the arrangement shown R.A RB and RT is a platinum resistance thermometer. The platinum resistance thermometer is wound from pure platinum and carefully annealed, making it very stable is. The who resistance TR so that is exposed in the sea water to be interested / the the same temperature as the water. Usually he's on or in the Attached near the sensor arrangement. The input signal of the circuit Ei is between the connection point of the resistors RA and RF and the connection point of the resistors RB and RT created. The output signal Eo is between the connection point of the Resistors RA and RB and the connection point of the Wi @@ resistors RF and RT removed.

Die Ausgangsspannung Eo ergibt sich als RT RB eO = El - El RT + RF RB + RA da RA = RB, so ist Eo = RT -1 1 RT- RF ........... (1) E1 RT + RF 2 RT + RF Nun ist aber RT = t (1 + a t), wobei RO = Widerstand des Thermometers bei 20 0C a = Temperaturkoeffizient des Thermometers bei 20 °C t = T - 20 °C T = Thermometertemperatur Eo Ro (1 +a t) - RF Somit ist = ½ E1 R@ (1 +a t) +R@ RF @ Setzt man = b Ro Eo 1 + a t - b dann ist = ½ ............ (2) El 1 + a t + b Eo Der Temperaturkoffizient A(t) des Verhältnisses ist gegeben El durch: Eo Ei d Ei 2 a b A(t) = x = ....... (3) Eo @@ (1 + a t)2-b2 Die Tabelle I zeigt den Temperaturkoeffizienten des Meerwassers bei verschiedene Temperaturen.The output voltage Eo results as RT RB eO = El - El RT + RF RB + RA since RA = RB, then Eo = RT -1 1 RT- RF ........... (1) E1 RT + RF 2 RT + RF Now, however, RT = t (1 + a t), where RO = resistance of the thermometer at 20 0C a = temperature coefficient of the thermometer at 20 ° C t = T - 20 ° C T = thermometer temperature Eo Ro (1 + a t) - RF Thus = ½ E1 R @ (1 + a t) + R @ RF @ If we set = b Ro Eo 1 + a t - b then = ½ ............ (2) El 1 + a t + b Eo The temperature coefficient A (t) of the ratio is given by El by: Eo Ei d Ei 2 a b A (t) = x = ....... (3) Eo @@ (1 + a t) 2-b2 Table I shows the temperature coefficient of seawater at different temperatures.

Tabelle I Temperatur Me@rwassertemperatur-(°C) Koeffizient (%/°C) 0 2,999 5 2,708 10 2,48 @@ @@@@ 1'; 2,286 20 2,118 25 1,976 Nun ist der Temperaturkoeffizient des Widerstandes von reinem Platindraht (ausgeglüht) + 0,392%/°C bei 20 00. Wird A(t) in Gleichung (3) gleich 2,118%/°C, dh. gleich dem Temperaturkoeffizienten des Meerwassers bei 20 oC gesetzt und die Gleichung nach b aufgelöst, so ergibt sich 2x0,00392b 0,02118 = 1-b2 und somit b = 0,831 .........................(4) Wird dieser Wert von b zur Berechnung des Temperaturkoeffizienten der Brücke A(t) bei anderen Temperaturen verwendet, dann ergibt sich, daß A(t) etwas von dem Temperaturkoeffizienten des Meerwassers abweicht, z.B. at t = -20 d.h. T = Oo 2x.00392x0,831 A(t) = = 0,03495 (1-.00392)2-0,8312 d.h. 3,495%/°C Wie sich aus Tabelle I ergibt, ist der Temperaturkoeffizient von Meerwasser bei O OC 2,999%/°C. Table I Temperature Sea water temperature (° C) coefficient (% / ° C) 0 2.999 5 2.708 10 2.48 @@ @@@@ 1 '; 2.286 20 2.118 25 1.976 so is the temperature coefficient of resistance of pure platinum wire (annealed) + 0.392% / ° C at 20 00. When A (t) in equation (3) becomes 2.118% / ° C, ie. same as that Temperature coefficient of sea water is set at 20 oC and the equation according to b resolved, the result is 2x0.00392b 0.02118 = 1-b2 and thus b = 0.831 ......................... (4) If this value of b is used to calculate the temperature coefficient of the bridge A (t) used at other temperatures, it turns out that A (t) is some of the temperature coefficient of the sea water deviates, e.g. at t = -20 i.e. T = Oo 2x.00392x0.831 A (t) = = 0.03495 (1-.00392) 2-0.8312 i.e. 3.495% / ° C As can be seen from Table I, the temperature coefficient is of sea water at O OC 2,999% / ° C.

Obwohl die Schaltung gemäß Fig. 5 Temperaturänderungen im Meßsystem kompensiert, kann eine korrektere Komp ensation durch die in Fig. 6 gezeigte Schaltung erzielt werden. Das Eingangssignal der Schaltung gemäß Fig. 6 ist mit Ei bezeichnet. Das Eingangssignal wird an einen Transformator 400 angelegt, der durch eine Mittelanzapfung aufgeteilt wird, wodurch sich zwei Spannungskomponenten B1 und E2 ergeben. Die beiden Teile des Transformators 400 bilden zusammen mit den Widerständen RF1 und RT1 eine erste Brücke. Das Ausgangssignal der Kompensationsschaltung gemäß Fig. 6 wird über den Transformator 402 abgegeben und die Primärwicklung des Transformators 402 ist ebenfalls in zwei Teile, die mit N1 und N2 bezeichnet sind, aufgeteilt. Diese beiden Teile der Wicklung bilden zusammen mit den Widerständen und und RT2 eine zweite Brücke. Although the circuit according to FIG. 5 temperature changes in the measuring system compensated, a more correct compensation can be made by the circuit shown in FIG be achieved. The input signal of the circuit according to FIG. 6 is labeled Ei. The input signal is applied to a transformer 400, the by a center tap is split, whereby two voltage components B1 and E2 result. The two parts of the transformer 400 form together with the Resistors RF1 and RT1 a first bridge. The output of the compensation circuit 6 is output via the transformer 402 and the primary winding of the Transformer 402 is also in two parts, which are labeled N1 and N2, divided up. These two parts form the winding together with the resistors and and RT2 a second bridge.

Die erste und die zweite Brücke sind über einen Widerstand RS zwischen den beiden Punkten A und B verbunden, wie auch die beiden Mittelanzapfungen der Transformatoren 400 und 402 zusammengeschlossen sind. In Fig. 6 ist RF1 = RF2, RT1 = RT2, E1 = e2 = ½ Ei, N1 = N2, Io = I1-I2 und 1 und RT2 sind das Platinwiderstandsthermometer, das beispielsweise durch Befestigung an der Anordnung gemäß Fig. 4 dem Meerwasser ausgesetzt wird.The first and second bridges are interposed through a resistor RS connected to the two points A and B, as well as the two center taps of the Transformers 400 and 402 are connected together. In Fig. 6, RF1 = RF2, RT1 = RT2, E1 = e2 = ½ Ei, N1 = N2, Io = I1-I2 and 1 and RT2 are the platinum resistance thermometer, this, for example, by fastening to the arrangement according to FIG. 4 to the sea water is exposed.

Wird jedoch die Doppelbrucke gemäß Fig. 6 analysiert, so ergibt sich folgendes: Anfänglich sei angenommen, daß die Transformatoren T1 und T2 vernachlässigbaren Wicklungswiderstand und Streureaktanz besitzen und die Spannung an den Wicklungen von T2 null ist..However, if the double bridge is analyzed according to FIG. 6, the result is the following: Initially, it is assumed that transformers T1 and T2 are negligible Have winding resistance and leakage reactance and the voltage across the windings of T2 is zero ..

Der Gesamtausgangsstrom 10 * I1-I2 und ............. (5) I1+ I2 = @/R .....................(6) wobei E@ = Ausgangsspannung bei Punkt A,Leerlauf und R = Gesamtwiderstand in der Schaltung RT1 RF1 RT2 RF2 = + RS + RT1 + RF1 RT2 + RF2 da RT1 + RT2 = RT und RF1 = RF2 = RF somit ist Der Gesamtausgangsstrom Io = I1 - I2 RT und I1 = (I1 + I2) x RT+RF RF I2 = (I1 + I2) x RT=RF somit ist Io = (I1 - I2)x ......(9) RT+RF somit ist Der Temperaturkoeffizient A(t) von Io/Ei ist gegeben durch Wird die Gleichung nach A(t) = der Temperaturkoeffizient des Meerwassers bei 15 °C, d.h. 0,02286 für verschiedene Werte von Rs, aufgelöst, so ergeben sich folgende in der Tabelle II nachstehend für RT = 100,00 bei 20°C zusammengestellte Werte: -Tabelle II Temperatur RS RF A(t) *Kompensationsfehler (°C) # # %/°C (%) 0 0 71,1700 3,069 +,070 5 " " 2,763 +,055 10 " " 2,505 +,024 15 " " 2,286 ,000 20 " " 2,099 -,019 25 " 1,935 ->041 o 120 70,2361 3,020 +0,021 5 " " 2,734 +,026 10 " " 2,492 +,012 15 " " 2,286 ,000 20 " 2,108 ->010 24 " " 1,952 -,024 0 unendli#h 69,5700 2,986 -,013 5 " " 2,714 +,006 10 " " 2,484 +,003 15 " " 2,286 ,000 20 " " 2,114 -,004 25 " " 1,963 -,013 *Differenz zwise@en A(t) und der letzten Spalte in Tabelle I.The total output current 10 * I1-I2 and ............. (5) I1 + I2 = @ / R .................... (6) where E @ = output voltage at point A, open circuit and R = total resistance in the circuit RT1 RF1 RT2 RF2 = + RS + RT1 + RF1 RT2 + RF2 since RT1 + RT2 = RT and RF1 = RF2 = RF thus The total output current Io = I1 - I2 RT and I1 = (I1 + I2) x RT + RF RF I2 = (I1 + I2) x RT = RF therefore Io = (I1 - I2) x ...... (9 ) RT + RF thus is The temperature coefficient A (t) of Io / Ei is given by If the equation for A (t) = the temperature coefficient of sea water at 15 ° C, ie 0.02286 for different values of Rs, is solved, the following results are given in Table II below for RT = 100.00 at 20 ° C Values: -Table II Temperature RS RF A (t) * Compensation error (° C) # #% / ° C (%) 0 0 71.1700 3.069 +, 070 5 "" 2.763 +, 055 10 "" 2.505 +, 024 15 "" 2.286,000 20 "" 2.099 -. 019 25 "1.935 -> 041 o 120 70.2361 3.020 +0.021 5""2.734 +, 026 10""2.492 +, 012 15""2.286, 000 20" 2.108 -> 010 24 "" 1.952 -, 024 0 infinite # h 69.5700 2.986 -. 013 5 "" 2.714 +, 006 10 "" 2.484 +, 003 15 "" 2.286, 000 20 "" 2.114 -. 004 25 ""1.963 -. 013 * Difference between A (t) and the last column in Table I.

Wenn R5 unendlich ist, dann zeigt sich, daß eine extrem genaue Anpassung zwischen A(t) und dem T.mperaturkoeffizienten von Meerwasser besteht. Rs = undndlich bedeutet einfach in einer tatsächlichen Schaltung, daß R, ein Konstantstromgenerator sein muß. Eine andere Möglichkeit, das gleiche Ergebnis zu erzielen, wird nachstehend gezeigt: Wird die Bedeutung der Gleichung (10) näher untersucht, so kann gezeigt werden, daß die Schaltung gemäß Fig. 6 durch die in Fig. 7 gezeigte äquivalents Schaltung dargestellt werden kann.If R5 is infinite then it turns out to be an extremely precise match exists between A (t) and the T. temperature coefficient of seawater. Rs = infinite simply means in an actual circuit that R, a constant current generator have to be. Another way to achieve the same result is below shown: If the meaning of equation (10) is examined more closely, it can be shown that the circuit of FIG. 6 by that shown in FIG. 7 is equivalent Circuit can be represented.

RT - RF In Fig. 7 ist r = das Verhältnis der Leer-Rm + R@ laufsausgangsspannung zur Eingangsspannung. der linken, in Fig. 6 gezeigten Brücke und das Verhältnis des Eingsangsstromes zum Gesamtausgangsstrom der in Fig. 6 rechts gezeigten Brücke. Der Gesamtwiderstand, der in Reihe mit der Quelle und der Senke liegt, ist T F wobei Rp = RTRF Nun ändert sich Rp geringfügig mit der Temperatur, während Rs einen konstanten Wert besitzt. wenn Rs unendlich oder sehr groß ist, dann kann die Gleichtung (10) wie folgt geschrieben werden. RT - RF In Fig. 7, r = the ratio of the idle Rm + R @ running output voltage to the input voltage. the left bridge shown in FIG. 6 and the ratio of the input current to the total output current of the bridge shown on the right in FIG. 6. The total resistance in series with the source and sink is TF where Rp = RTRF Now Rp changes slightly with temperature, while Rs has a constant value. if Rs is infinite or very large, then equation (10) can be written as follows.

Rs = Rs+2Rp =1/@ r2/@ 5 @ = ..........................(13) Konstant Wird stattdessen für Rs ein Rs ein endlicher Wert gesetzt jedoch mit einer Widerstandsänderung abhängig von der Temperatur, die gleich und entgegengesetzt zu 2Rp ist, d.h. drs -d2Rp = d t d t dann ist Rs + 2Rp = Konstant.Rs = Rs + 2Rp = 1 / @ r2 / @ 5 @ = .......................... (13) Constant If instead an Rs is set to a finite value for Rs, but with a change in resistance depending on the temperature, which is equal and opposite to 2Rp, i.e. drs -d2Rp = d t d t then Rs + 2Rp = constant.

Die Gleichung (10) kann nun wiederum wie folgt geschrieben werden Io r2 @ @/i= Rs+2Rp r2 konstant Eine derartige Schaltung hat dann den gleichen Wert von A(t), d.h. den gleichen Temperaturkoeffizienten als eine, b 2 einen 5 konstanten aber extrem hohen Wert besitzt. Wird in der Praxis Rs mit einem extrem hohen Wert belegt, dann würde Io unbrauchbar klein.The equation (10) can now again be written as follows Io r2 @ @ / i = Rs + 2Rp r2 constant Such a circuit then has the same value of A (t), i.e. the same temperature coefficient as one, b 2 a 5 constant but has extremely high value. In practice it becomes Rs with an extremely high value occupied, then Io would be uselessly small.

RTRF Nun ist aber Rp = RT+RF = Ro(1+a t) RF Ro(1+a t)@RF dRp aR@RH2 = a t [Ro(1+a t)+RF]2 Rür t @ 0 d.h. T = 20 °C a = 0,00392 RF =0,6957 Ro ergibt sich dann ergibt sich Es zeigt sich also, daß die Änderung von Rp praktisch konstant ist, d.h. daß Rp-Änderungen fast linear mit der Temperatur verlaufen. Es besteht die Möglichkeit, einen Thermistor zu verwenden, der mittels eines Parallelwiderstandes so abgewandelt ist, daß ein lineares Verhalten erreicht wird.RTRF Now, however, Rp = RT + RF = Ro (1 + at) RF Ro (1 + at) @RF dRp aR @ RH2 = at [Ro (1 + at) + RF] 2 Rür t @ 0 ie T = 20 ° C a = 0.00392 RF = 0.6957 Ro then results surrendered It can therefore be seen that the change in Rp is practically constant, that is to say that changes in Rp run almost linearly with temperature. It is possible to use a thermistor which is modified by means of a parallel resistor in such a way that a linear behavior is achieved.

Der Widerstand eines Thermistors kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden wobei Ro = Thermistorwiderstand bei 0 °C To = 273°K (= 0°C) T = Thermistortemperatur (°K) Wird nun RTH mit einem konstanten Widerstand Rd parallel geschaltet, dann ergibt sich der Widerstand der Kombination (Rs) als Wenn Rd dRo dann ist Für eine Schaltung mit einer gleichen, jedoch entgegengesetzten Widerstandsänderung abhängig von der Temperatur wie diejenige von 2R@ ergibt sich R51 = Rs bei 20 ca Rs2 = Rs bei 5 °C Rp1 = Rp bei 20°C Rp2 = Rp bei 5° C tl = 0 t2 = -15 and den Gleichungen (14) und (15) To = 273°K (0°C) T1 = 278°K (2°C) T2 = 293°K (20°C) B = 2920 für einen typischen Thermistor (z.B. Veoo 21A4) gleich dRs1 @@@@ dRs2 Wird gesetzt und vereinfacht, dann erhält man dt1 dt2 Für 1/Ro . dRs/dt bei T = 278, 285,5 und 293°K ergibt sich folgende Tabelle drs dRs 1 T Temperatur 1/Ro x (°K) (°C) dt dt 0,00453 278 5 - 0,00484 1,069 285,5 12,5 - 0,00478 1,054 293 20 - 0,00453 1,000 2dRp Aus Gleichung (14) @ 0,001414 bei 5°C. dt dRs 2dRp Zur Erfüllung der Üleichung (13) = -dt dt dRs wid aus der Tabelle geommen 1/Ro # = @ 0,00484 bie 5°C 0,001414 Ro = = 0,290 Ro 0,00484 und Rd = dRo = 0,537 x 0,290Ro = 0,1557 Ro Die Fig. 8 zeigt die vollständige Kompensationsschaltung. Die Genauigkeit der Kompensation soll derjenigen der Tabelle II für Rs = unendlich möglichst angenähert sein. Es ist zu beachten, daß der Thermistor in der Kompensationsschaltung eine untergeordnete Rolle spielt und die Anforderungen an saine Stabilität sehr gering sind.The resistance of a thermistor can be expressed by the following equation where Ro = thermistor resistance at 0 ° C To = 273 ° K (= 0 ° C) T = thermistor temperature (° K) If RTH is now connected in parallel with a constant resistance Rd, the resistance of the combination (Rs) results as If Rd is dRo then For a circuit with the same but opposite change in resistance as a function of temperature as that of 2R @ results R51 = Rs at 20 ca Rs2 = Rs at 5 ° C Rp1 = Rp at 20 ° C Rp2 = Rp at 5 ° C tl = 0 t2 = -15 and the equations (14) and (15) To = 273 ° K (0 ° C) T1 = 278 ° K (2 ° C) T2 = 293 ° K (20 ° C) B = 2920 for a typical thermistor (e.g. Veoo 21A4) equals dRs1 @@@@ dRs2 set and simplified, we get dt1 dt2 For 1 / Ro. dRs / dt at T = 278, 285.5 and 293 ° K the following table results drs dRs 1 T temperature 1 / Ro x (° K) (° C) dt dt 0.00453 278 5 - 0.00484 1.069 285, 5 12.5 - 0.00478 1.054 293 20 - 0.00453 1.000 2dRp From equation (14) @ 0.001414 at 5 ° C. dt dRs 2dRp To fulfill the equation (13) = -dt dt dRs is taken from the table 1 / Ro # = @ 0.00484 at 5 ° C 0.001414 Ro = = 0.290 Ro 0.00484 and Rd = dRo = 0.537 x 0.290Ro = 0.1557 Ro Figure 8 shows the complete compensation circuit. The accuracy of the compensation should be as close as possible to that of Table II for Rs = infinite. It should be noted that the thermistor plays a subordinate role in the compensation circuit and the requirements for stability are very low.

Die Anordnung nach Fig. 8 ist der in Fig. 6 gezeigten Doppelbrücke sehr ähnlich abgesehen von der Einfügung des mit einem Thermistors Widerstand RD parallel geschalteten RTH zwischen den Punkten A und B anstelle des Widerstandes R5 der Fig. 6.The arrangement according to FIG. 8 is very similar to the double bridge shown in FIG. 6, apart from the insertion of the resistor RD connected in parallel with a thermistor RTH between points A and B in place of resistor R5 of FIG. 6.

D@r. Thermistor RTH ist normalerweise an der Fühleranordnung befestigt oder anderweitig der Teniperatur des Meerwassers ausgesetzt.D @ r. Thermistor RTH is usually attached to the sensor assembly or otherwise exposed to the temperature of seawater.

Fig. 9 veranschaulicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines Meßsystems für die B@stimmung des Salzgehaltes von Meerwasser.9 illustrates a second embodiment of a measurement system for determining the salinity of sea water.

Das System weist gewlsse Ä@nli@@keiten mit dem der Fig. 1 auf und @@lehe El@@@en@@ @@@@ @@@@@ @@@@ gleiehen Be@ugszeichen verse@@@@@ Des Syscem @ @@@@@@@ @@ @@thält ebenfalls eine Kompensationssch@@@@@@ @@@@@@ Fl @@ @@@@@te @@@@ Kompensatlonssohaltung mit gleicher Funktion sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The system has certain similarities with that of FIG. 1 and @@ lehe El @@@ en @@ @@@@ @@@@@ @@@@ gleiehen Be @ ugszeichen verse @@@@@ Des Syscem @ @@@@@@@ @@ @@ th also holds a compensation scheme @@@@@@ @@@@@@ Fl @@ @@@@@ te @@@@ Kompensatlonssohaltung with the same function are with the same Provided with reference numerals.

Bei dem System gemäß Fig. 9 ist die Temperaturkompensationsschaltung mit den Fühlertransformatoren zu einer Brücke verbunden. Die Temperaturkolnpensationsschaltung kann dem Meerwasser ausgesetzt werden, so daß sie auf die Temperatur des Wassers an Ort und Stelle der Leitfäi-iigkeitsmessung anspricht. Die Schaltung kann beispielsweise an oder in dem FUhler gemäß Fig. 4 angeordnet sein. Das Eingangssignal wird an die Wicklung W1 des Transformators T1 und eine Blindspannungsschaltung (Spannungsquadraturschaltung) 500 angelegt. Das Ausgangssignal der Brücke'wi'rd von der Wicklung W4 des Transformators T2 abgenommen und ist mit Eo bezeichnet.In the system of Figure 9, the temperature compensation circuit is connected to the sensor transformers to form a bridge. The temperature compensation circuit can be exposed to sea water so that it affects the temperature of the water responds on the spot of the conductivity measurement. The circuit can for example be arranged on or in the sensor according to FIG. The input signal is sent to the Winding W1 of transformer T1 and a reactive voltage circuit (voltage quadrature circuit) 500 created. The output of the bridge'wi'rd from winding W4 of the transformer T2 removed and is labeled Eo.

Die Transformatoren T1 und T2 sind über zwei Wege miteinander verbunden. Der erste Pfad ist der durch das Meerwasser, das einen durch den Widerstand RW dargestellten Widerstand besitzt.The transformers T1 and T2 are connected to one another via two paths. The first path is that through the sea water, which is represented by the resistance RW Possesses resistance.

Der zweite Pfad verläuft durch die Temperåturkompensationsschaltung und schließt die Eingangswicklung W2 und die Ausgangswicklung W5 ein.The second path runs through the temperature compensation circuit and includes input winding W2 and output winding W5.

Das Ausgangssignal Eo plus die Spannung an der Schaltung 500, bezeichnet mit Eqs werden an einen Verstärker 502 angelegt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 502 wird über ein Phasenschiebernetzwerk 504 an einen zweiten Verstärlcer 506 gekoppelt. Die Phasenschieberschlatung kann eine @-Schaltung mit Reihenwiderständen R1 und R2 und parallel geschalteten Kondensatoren pa und C2 sein.The output signal Eo plus the voltage on circuit 500 is denoted with Eqs are applied to an amplifier 502. The output of the amplifier 502 is coupled to a second amplifier 506 via a phase shift network 504. The phase shifter circuit can be an @ circuit with series resistors R1 and R2 and capacitors pa and C2 connected in parallel.

Das Ausgangssignal vom Verstärker 506 wird an die Wicklung zur Vervollständigung der Schleii'e angelegt. Außerdem wird die Verstärkung des Verstärkers 502 über eine automatische Verstärkungsregelung 508 geregelt, deren Eingangssignal ein GleichspannungsrUckkopplungssignal ist, das von dem Wechselspannungssignal am Ausgang des Verstärkers 506 abgeleitet wurde. Ein einstellbarer Widerstand 510 ist zwischen die Mittelanzapfungen der Wicklungen W2 und W geschaltet und so eingestellt, daß an-5 fänglieli die Brückenschaltung im Gleichgewicht ist.The output from amplifier 506 is sent to the winding for completion the loop created. In addition, the Amplification of the amplifier 502 controlled by an automatic gain control 508 whose input signal is a DC voltage feedback signal derived from the AC voltage signal am Output of amplifier 506 was derived. An adjustable resistor 510 is connected between the center taps of windings W2 and W and set so that that the bridge circuit is in equilibrium.

Der Salzgehalt des Meerwassers wird durch das in Fig. 9 gezeigte System abgenommen. Die Information wird mit hoher Genauigkeit von einem Phasenschieberoszillator übertragen, bei dem die Salzgehal-Meßbrücke ein Teil der Phasenschieberschaltung ist. Die restliche Phasenveschiebung erfolgt durch die Schaltung 504, so daß sich eine regenerative Rückkopplung zum Verstärker 506 ergibt und ein schwingendes Eingangssignal Ei erzeugt wird.The salinity of the sea water is determined by the system shown in FIG removed. The information is obtained with high accuracy from a phase shift oscillator transmitted, in which the Salzgehal measuring bridge is part of the phase shifter circuit is. The remainder of the phase shift is carried out by circuit 504, so that provides regenerative feedback to amplifier 506 and an oscillating input signal Egg is generated.

Die Fehlspannung E0 der Salzgehalt-Meßbrücke ist entweder in Phase oder um 1800 phasenverschoben zu der Brückeneingangsspannung E1, unter der Voraussetzung daß RF1 und RT1 sehr klein im Verhältnis zur Erregungsimpedanz von W3 sind. Die Fehlerspannung Eo wird zu einer Spannung E hinzuaddiert, die in der q Blindspannungsschaltung 500 erzeugt wird und um 900 gegenüber Ei verschoben ist. Die Phase von Eo + E verschiebt sich, wenn q sich der Wert von Eo mit Änderungen in dem Gleichgewicht der Brücke ändert. Der Gleichgewichtszustand der Brücke ist direkt mit dem Salzgehalt des Meerwasser in Beziehung, Die Änderung in der Phase von Eo + E in Bezug auf E. bestimmt die Frequenz des Oszillators.The fault voltage E0 of the salt content measuring bridge is either in phase or 1800 out of phase with the bridge input voltage E1, provided that that RF1 and RT1 are very small in relation to the excitation impedance of W3. the Error voltage Eo is added to a voltage E generated in the q reactive voltage circuit 500 is generated and is shifted by 900 compared to Ei. The phase of Eo + E shifts itself when q changes the value of Eo with changes in the equilibrium of the bridge changes. The state of equilibrium of the bridge is directly related to the salinity of the sea water in relation, the change in the phase of Eo + E in relation to E. determines the Frequency of the oscillator.

Der Salzgehalt des Meerwassers kann direkt durch Abnahme der - -Frequenzänderung des Oszillators gemessen werden. Binde andere Meßmethode besteht darin, den variablen Widerstand 510 so ßof zustellen, daß die Brücke wieder in das Gleichgewicht gebracht wird, wobei das Ausmaß der erforderlcichen Einstellung eine Anzeige für den Salzgehalt des Meerwassers bietet. Es ist ersichtlich, daß die Gleichgewichtsbedingung der Brücke durch die Frequenz des Phasenschieberoszillators bestimmt werden kann. The salinity of the sea water can be measured directly by decreasing the - -frequency change of the oscillator can be measured. Another method of measurement is to use the variable Set resistor 510 so that the bridge is brought back into equilibrium The amount of adjustment required is an indication of the salinity of sea water offers. It can be seen that the equilibrium condition of Bridge can be determined by the frequency of the phase shift oscillator.

Es ist weiterhin ersichtlich, daß die Änderung der Frequenz des Phasenschieberoszillators durch andere Mittel als durch die Blindspannungsschaltung 500 erreicht werden kann. Beispielsweise ist es möglich, einen Kondensator in den Salzgehalt-Meßbruckenaufbau einzufügen und das Ausgangssignal der Brücke vom Kondensator abzunehmen, so daß Änderungen in dem Brückengleichgewicht direkt als Phasenänderungen in dem Ausgangssignal Eo sich wiederspiegeln. It can also be seen that the change in the frequency of the phase shift oscillator can be achieved by means other than reactive voltage circuit 500. For example, it is possible to build a condenser into the salinity measuring bridge insert and remove the output of the bridge from the capacitor, so that Changes in the bridge balance directly as phase changes in the output signal Eo are reflected.

Die Fig. 10 zeigt eine drittes Ausführungsbeispiel eines Messystems, das dem der Fig. 9 mit Ausnahme der eingefügen Druckkompensation ähnlich ist. Elemente mit gleicher Funktion wie in Fig. 9 sind mit demselben Bezugszeichen verschen. Ein Druckkompensator 600 empfängt ein Eingangssignal von dem Eingang der Brückenwicklung W1. Die Ausgangsspannung Ep des Druckkompensatore ist eine zusätzliche Komponente des dem Verstärker 502 zugeführten Signals und kompensiert direkt die Drcokänderungen des Meerwassers Das Signal Ep kompensiert außerdem Temperaturänderungen, die den Druckkoeffizienten beeinflussen. Fig. 10 shows a third embodiment of a measuring system, which is similar to that of FIG. 9 with the exception of the inserted pressure compensation. elements with the same function as in FIG. 9 have been given the same reference symbols. A Pressure compensator 600 receives an input signal from the input of the bridge winding W1. The output voltage Ep of the pressure compensator is an additional component of the signal fed to the amplifier 502 and directly compensates for the pressure changes of sea water The signal Ep also compensates for temperature changes that cause the Affect pressure coefficients.

Fig. 11 veranschaulicht eine Schaltung, die als Druckkompensator 600 gemäß Fig. 10 verwendet werden könnte. Das Eingangssignal Ei wird an eine Schaltung bestehend aus einem Reihenwiderstand 602 und einem parallel geschalteten Thermistor 604 angelegt, Ein zweiter Reihenwiderstand 606 ist zwischen den Verbindungspunkt des Widerstands 602 und dem Thermistor 604 und einer Klemme eines Potentiometers 608 eingefügt. Das Potentiometer 608 liegt mit seiner anderen Klemme an einem Bezugspotential.11 illustrates a circuit that acts as pressure compensator 600 10 could be used. The input signal Ei is sent to a circuit consisting of a series resistor 602 and a thermistor connected in parallel 604 is applied, a second series resistor 606 is between the connection point of resistor 602 and thermistor 604 and one terminal of a potentiometer 608 inserted. The other terminal of the potentiometer 608 has a reference potential.

Die Ausgangsspannung Ep wird von einem Widerstand 612 abgenommen, der zwischen den Schleifer des Potentiometers 608 und dem Bezugspotential geschaltet ist. Das Potentiometer 6o8 wird durch eine druckempfindliche Vorrichtung 614, beispielsweise eine Bourdon-Röhre, gesteuert, wodurch der Schleifer des Potentiometers abhängig vom Druck des Meerwassers angetrieben wird, Die Kombination des Potentiometers und des Widerstandes 612 verändert das Ausgangssignal, wodurch die nichtlineare Beziehung Leitfähigkeit/Druck des Meerwassers simuliert wird.The output voltage Ep is taken from a resistor 612, which is connected between the wiper of the potentiometer 608 and the reference potential is. The potentiometer 6o8 is controlled by a pressure sensitive device 614, for example a Bourdon tube, controlled, which makes the wiper dependent on the potentiometer driven by the pressure of sea water, the combination of the potentiometer and of resistor 612 changes the output signal, thereby creating the non-linear relationship The conductivity / pressure of the sea water is simulated.

Der Thermistor 604 wird zur Kompensation von änderungen des Druckkoeffizienten bei verschiedenen Temperaturen verwendet.The thermistor 604 is used to compensate for changes in the pressure coefficient used at different temperatures.

Die Temperaturänderungen des Druckkoeffizienten können durCh die Widerstandinderung der Kombination des Thermistors 604 und des Widerstandes doS sehr gut nachgeahmt werden.The temperature changes of the pressure coefficient can be caused by the decrease in resistance the combination of thermistor 604 and resistor doS very well mimicked will.

Claims

Claims: -1. System for measuring electrical conductivity a liquid, characterized in that a probe for immersion in the Liquid with first and second transformer windings for receiving an input signal or is provided for the delivery of an output signal which is constructed so that a coupling circuit between the windings is closed by the liquid into which the sensor is immersed and whose conductivity determines the amplitude of the Output signal determined, and that one responsive to the input and output signals Circuit for displaying the conductivity of the liquid is provided.

2. System according to claim 1, characterized in that the first and second transformer windings on first and second transformer cores, respectively are housed, these cores carry a third and fourth winding, the are connected in series between parts of the sensor that are electrically connected to each other however, both are in contact with the liquid in which the sensor is immersed will. gr system according to claim 1 or 2, characterized in that said Circuit adjustable devices for changing the amplitude of the input or Has output signal for generating a resulting signal, and that a Indicator device is provided when the other signal of the Ein @@@@ gs- @@.

Output signal and resulting signals are the same, with the setting of the Adjustment devices gives an indication of the conductivity of the liquid.

4. System according to claim 3, characterized in that the adjusting device a Neßtransforiija, tor is.

5. System according to claim 3, characterized in that said Adjustment devices have two measuring transformers connected in series, from which one can be set when the probe is initially scanned into a liquid Conductivity is immersed while the other is adjustable when the filler is immersed in a liquid of unknown conductivity, so that the setting of the other measuring transformer the unknown conductivity with respect to the known Indicates conductivity.

6. System according to claim 3, 4 or 5, characterized in that the resulting signal and said other signal from the input and output signals conversely, are fed to a zero detector.

7. System according to claim 6, characterized in that the zero detector is a synchronous detector which is fed by an oscillator / which also receives the input signal applies.

8th-. System according to claim 1 or 2, characterized in that the first and second transformer windings in-the closed loop of a phase shift oscillator coupled which also includes an amplifier, whose output signal is fed to the first transformer winding and whose Input from the second transformer winding is fed, that do the frequency of the oscillator is an indicator for the conductivity of the liquid.

9. System according to one or more of claims 1 bia 8, characterized characterized in that a temperature-responsive circuit is provided which changes the conductivity of the liquid is automatically compensated with the temperature,

10. System according to Claim 3 and 9, characterized in that the temperature-sensitive Circuit inserted in a series circuit to provide the input or output signal to change.

11. System according to claim 1Q, characterized in that the temperature-sensitive. Circuit is connected in series with said adjusting devices.

12. System according to claim 10 or 11, characterized in that the temperature sensitive circuit is a bridge circuit that has its input signal over which receives a diagonal and emits an output signal over the other diagonal, where a branch -4.r bridge circuit contains a temperature-dependent resistor, 15th

System neob e claims 2 and 9, characterized in that the temperature-sensitive Circuit provides an additional coupling between the Transfromatorkerenen.

14 System according to claim 10, 11 or 12, characterized in that the temperature-sensitive circuit has two bridge circuits connected in series contains, one branch of each bridge circuit having a temperature-dependent resistor includes

15. System according to claim 14, characterized in that the series connection of the two bridge circuits contains a further temperature-dependent element.

16. System according to one or more of claims 1 to 15, characterized characterized in that a pressure sensitive circuit is provided which changes automatically co4-compensated in the conductivity of the liquid as a result of pressure.

17. System according to claim 16, characterized in "that the pressure-sensitive Circuit deF value of the output signal or the input signal as it is the circuit to display the conductivity kit is changed.

18. System according to claim 16 or 17, characterized in that the pressure-sensitive circuit is temperature-compensated via devices that are based on address the temperature of the liquid. L e r s i e