MD985Z - Liquid product impedance meter - Google Patents

Liquid product impedance meter Download PDF

Info

Publication number
MD985Z
MD985Z MDS20150074A MDS20150074A MD985Z MD 985 Z MD985 Z MD 985Z MD S20150074 A MDS20150074 A MD S20150074A MD S20150074 A MDS20150074 A MD S20150074A MD 985 Z MD985 Z MD 985Z
Authority
MD
Moldova
Prior art keywords
converter
impedance
contact
resistor
liquid product
Prior art date
Application number
MDS20150074A
Other languages
Romanian (ro)
Russian (ru)
Inventor
Виталие НАСТАС
Валериан ДОРОГАН
Еуджен МУНТЯНУ
Серджиу ЗАПОРОЖАН
Original Assignee
Технический университет Молдовы
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Технический университет Молдовы filed Critical Технический университет Молдовы
Priority to MDS20150074A priority Critical patent/MD985Z/en
Publication of MD985Y publication Critical patent/MD985Y/en
Publication of MD985Z publication Critical patent/MD985Z/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

The invention relates to measuring equipment and can be used for automatic measurement of impedance components of liquid products in order to determine their quality.The liquid product impedance meter comprises a signal generator (1), connected in series to a resistor (2), an impedance converter (6) with independent regulation of active and reactive components of the reproduced impedance, provided with two output and two input contacts, an amplifier (7), having one input contact connected to the second contact of the resistor (2) and the second input contact together with one output contact of the converter (6) and an output contact of the generator (1) - to the common wire, two comparators (8, 9), having their inputs connected, respectively, to the output contact of the amplifier (7) and to a reference point of the converter (6), in which the signal phase coincides with the phase of the voltage drop on the reactive component of the reproduced impedance, and a control unit (10) with two outputs, connected to the input contacts of the converter (6), and two inputs, connected to the outputs of the comparators (8, 9). The meter further comprises an electrochemical cell, consisting of two metal plates (3, 4) with an area S, arranged in parallel in a glass vessel (5) for the measured liquid product (11) at a distance L from one another, one of which is connected to the second contact of the resistor (2) and the second - to the second output contact of the converter (6), wherein the volume of the measured liquid product (11) in the glass vessel (5) is selected in such a way as to cover the metal plates (3, 4).

Description

Invenţia se referă la tehnica de măsurări şi poate fi utilizată pentru măsurarea automată a componentelor impedanţei produselor lichide cu scopul determinării calităţii lor. The invention relates to measurement techniques and can be used for the automatic measurement of impedance components of liquid products in order to determine their quality.

Este cunoscut un impedanţmetru, care conţine un generator de semnal, un rezistor, două cleme pentru conectarea obiectului măsurat, precum şi un convertor de impedanţă, toate conectate în serie. Impedanţmetrul mai conţine un amplificator, conectat cu intrarea la punctul comun al rezistorului şi clemei pentru conectarea obiectului măsurat, două comparatoare, precum şi un bloc de comandă, conectat cu două ieşiri la intrările convertorului, şi cu două intrări - la ieşirile comparatoarelor. Impedanţmetrul asigură măsurarea automată directă a componentelor activă şi reactivă ale impedanţei obiectului conectat la cleme [1]. An impedance meter is known, which contains a signal generator, a resistor, two terminals for connecting the measured object, as well as an impedance converter, all connected in series. The impedance meter also contains an amplifier, connected with the input to the common point of the resistor and the terminal for connecting the measured object, two comparators, as well as a control block, connected with two outputs to the inputs of the converter, and with two inputs - to the outputs of the comparators. The impedance meter provides direct automatic measurement of the active and reactive components of the impedance of the object connected to the terminals [1].

Dezavantajul impedanţmetrului constă în imposibilitatea măsurării componentelor impedanţei produselor lichide, ceea ce face imposibilă utilizarea impedanţmetrului în scopul determinării calităţii acestora. The disadvantage of the impedance meter is the impossibility of measuring the impedance components of liquid products, which makes it impossible to use the impedance meter to determine their quality.

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în lărgirea domeniului de utilizare. The problem that the invention solves consists in broadening the field of use.

Măsurătorul de impedanţă a produselor lichide, conform invenţiei, înlătură dezavantajul menţionat mai sus prin aceea că conţine un generator de semnal, conectat în serie cu un rezistor, un convertor de impedanţă cu reglare independentă a componentelor activă şi reactivă ale impedanţei reproduse, dotat cu două contacte de ieşire şi două de intrare, un amplificator, conectat cu un contact de intrare la cel de-al doilea contact al rezistorului, iar cu cel de-al doilea contact de intrare împreună cu un contact de ieşire al convertorului şi un contact de ieşire al generatorului - la masă, două comparatoare, conectate cu intrările, respectiv, la contactul de ieşire al amplificatorului şi la un punct de referinţă al convertorului, în care faza semnalului coincide cu faza căderii de tensiune pe componenta reactivă a impedanţei reproduse, precum şi un bloc de comandă cu două ieşiri, conectate la contactele de intrare ale convertorului, şi două intrări, conectate la ieşirile comparatoarelor. Măsurătorul mai conţine o celulă electrochimică, formată din două plăci metalice, amplasate paralel într-un vas de sticlă pentru produsul lichid de măsurat la o distanţă una de la alta, una fiind conectată la cel de-al doilea contact al rezistorului, iar cealaltă - la cel de-al doilea contact de ieşire al convertorului, totodată volumul produsului lichid de măsurat din vasul de sticlă este selectat astfel încât să acopere plăcile metalice, precum şi o tastatură pentru comanda cu regimul de lucru şi un panou de afişare a rezultatului măsurării, conectate la blocul de comandă. The liquid product impedance meter, according to the invention, eliminates the above-mentioned disadvantage by containing a signal generator, connected in series with a resistor, an impedance converter with independent adjustment of the active and reactive components of the reproduced impedance, equipped with two output and two input contacts, an amplifier, connected with an input contact to the second contact of the resistor, and with the second input contact together with an output contact of the converter and an output contact of the generator - to ground, two comparators, connected with the inputs, respectively, to the output contact of the amplifier and to a reference point of the converter, in which the signal phase coincides with the phase of the voltage drop on the reactive component of the reproduced impedance, as well as a control block with two outputs, connected to the input contacts of the converter, and two inputs, connected to the outputs of the comparators. The meter also contains an electrochemical cell, consisting of two metal plates, placed parallel in a glass vessel for the liquid product to be measured at a distance from each other, one being connected to the second contact of the resistor, and the other - to the second output contact of the converter, at the same time the volume of the liquid product to be measured in the glass vessel is selected so as to cover the metal plates, as well as a keyboard for controlling the working mode and a panel for displaying the measurement result, connected to the control block.

Rezultatul invenţiei constă în posibilitatea măsurării componentelor activă şi reactivă ale impedanţei lichidelor cu scopul determinării calităţii acestora. The result of the invention consists in the possibility of measuring the active and reactive components of the impedance of liquids in order to determine their quality.

Invenţia se explică prin desenul din figură, în care este reprezentată structura măsurătorului de impedanţă a produselor lichide. The invention is explained by the drawing in the figure, which represents the structure of the impedance meter for liquid products.

Măsurătorul conţine generatorul de semnal 1, rezistorul 2, plăcile metalice 3 şi 4, fiecare cu suprafaţa S, amplasate în vasul de sticlă 5 la o distanţă L una de alta, şi convertorul de impedanţă 6 cu două contacte de ieşire - toate conectate în serie. Măsurătorul mai conţine amplificatorul 7, conectat cu intrarea la contactul rezistorului 2 şi cu placa 3, comparatoarele 8 şi 9, conectate cu intrările respectiv la ieşirea amplificatorului 7 şi la un punct de referinţă al convertorului 6, precum şi blocul de comandă 10 cu două intrări, conectate la ieşirile comparatoarelor 8 şi 9, şi cu două ieşiri, conectate la intrările convertorului 6. Punctele comune ale generatorului 1, convertorului 6 şi amplificatorului 7 sunt conectate la masă. În vasul 5 se toarnă lichidul măsurat 11, care poate avea diferită natură, astfel ca: produse lactate, petroliere, alcoolice, etc. Măsurătorul mai conţine o tastatură 12 pentru comanda cu regimul de lucru şi un panou de afişare a rezultatului măsurării 13, ambele conectate la blocul de comandă 10. The meter contains the signal generator 1, the resistor 2, the metal plates 3 and 4, each with the surface S, placed in the glass vessel 5 at a distance L from each other, and the impedance converter 6 with two output contacts - all connected in series. The meter also contains the amplifier 7, connected with the input to the resistor contact 2 and to the plate 3, the comparators 8 and 9, connected with the inputs respectively to the output of the amplifier 7 and to a reference point of the converter 6, as well as the control block 10 with two inputs, connected to the outputs of the comparators 8 and 9, and with two outputs, connected to the inputs of the converter 6. The common points of the generator 1, the converter 6 and the amplifier 7 are connected to the ground. The measured liquid 11 is poured into the vessel 5, which can be of different nature, such as: dairy products, petroleum, alcoholic, etc. The meter also contains a keyboard 12 for operating mode control and a measurement result display panel 13, both connected to the control block 10.

Măsurătorul funcţionează în modul următor. The meter operates in the following mode.

Lichidul măsurat cu impedanţa caracteristică Zx se toarnă în vasul 5 în volumul necesar pentru acoperirea completă a plăcilor 3 şi 4. Convertorul de impedanţă 6 (MD 3154 F1 2006.09.30) reproduce la contactele de ieşire o impedanţă de referinţă ZR, care împreună cu impedanţa măsurată Zx formează un circuit rezonant în serie, alimentat cu curent de generatorul 1 prin rezistorul 2. Amplificatorul 7 amplifică semnalul de dezechilibru al circuitului rezonant, iar comparatorul 8 îl transformă în impulsuri dreptunghiulare, care servesc în calitate de semnal de dezechilibru Ude pentru blocul de comandă 10. Tensiunea în punctul de referinţă al convertorului de impedanţă 6, care are aceeaşi fază cu căderea de tensiune pe componenta reactivă a impedanţei de referinţă, reprodusă de convertorul 6, de asemenea este transformată în impulsuri dreptunghiulare de către comparatorul 9 şi constituie semnalul de referinţă Uref pentru blocul de comandă 10, care efectuează echilibrarea circuitului rezonant prin intermediul reglării componentelor activă RR şi reactivă XR ale impedanţei ZR. La terminarea procesului de echilibrare a circuitului rezonant, blocul de comandă 10, pe baza valorilor componentelor activă RR şi reactivă XR ale impedanţei reproduse ZR şi în funcţie de datele iniţiale introduse prin tastatura 12, calculează caracteristicile necesare ale lichidului măsurat, care se afişează pe panoul de afişare 13. The measured liquid with characteristic impedance Zx is poured into vessel 5 in the volume necessary for complete coverage of plates 3 and 4. Impedance converter 6 (MD 3154 F1 2006.09.30) reproduces at the output contacts a reference impedance ZR, which together with the measured impedance Zx forms a series resonant circuit, supplied with current by generator 1 through resistor 2. Amplifier 7 amplifies the unbalance signal of the resonant circuit, and comparator 8 converts it into rectangular pulses, which serve as an unbalance signal Ude for control block 10. The voltage at the reference point of impedance converter 6, which has the same phase as the voltage drop on the reactive component of the reference impedance, reproduced by converter 6, is also converted into rectangular pulses by comparator 9 and constitutes the reference signal Uref for the control block 10, which performs the balancing of the resonant circuit by adjusting the active RR and reactive XR components of the impedance ZR. Upon completion of the balancing process of the resonant circuit, the control block 10, based on the values of the active RR and reactive XR components of the reproduced impedance ZR and depending on the initial data entered through the keyboard 12, calculates the necessary characteristics of the measured liquid, which are displayed on the display panel 13.

Procesul de măsurare se efectuează conform metodei cunoscute (MD 3577 F1 2008.04.30). La prima etapă blocul de comandă 10 reglează lin componenta activă RR până la apariţia între semnalele Ude şi Uref a unui defazaj cu valoarea 0° sau 180°. La etapa a doua blocul 10 reglează lin componenta reactivă XR până la momentul trecerii defazajului menţionat de la valoarea 0° la valoarea 180° sau de la valoarea 180° la valoarea 0°. The measurement process is carried out according to the known method (MD 3577 F1 2008.04.30). In the first stage, the control block 10 smoothly adjusts the active component RR until a phase shift of 0° or 180° appears between the signals Ude and Uref. In the second stage, the block 10 smoothly adjusts the reactive component XR until the moment the said phase shift passes from 0° to 180° or from 180° to 0°.

La finalizarea procesului de măsurare blocul de comandă 10 deţine informaţia despre valorile componentei active RR şi componentei reactive XR ale impedanţei de referinţă, după care se determină valorile componentei active RX = - RR şi componentei reactive XX = - XR ale impedanţei lichidului măsurat. Prin intermediul tastaturii 12 se introduc aşa date iniţiale ca: tipul lichidului măsurat, algoritmul de calcul al caracteristicilor pentru determinarea calităţii lichidului. Pe baza valorilor măsurate ale RR şi XR, blocul 10 calculează valorile caracteristicilor de calitate respective şi le afişează pe panoul de afişare 13. De exemplu, pentru produse lactate pot fi determinate conţinutul de săruri, conţinutul de grăsimi, etc. At the end of the measurement process, the control block 10 has information about the values of the active component RR and the reactive component XR of the reference impedance, after which the values of the active component RX = - RR and the reactive component XX = - XR of the measured liquid impedance are determined. Using the keyboard 12, such initial data as: the type of the measured liquid, the calculation algorithm of the characteristics for determining the quality of the liquid are entered. Based on the measured values of RR and XR, the block 10 calculates the values of the respective quality characteristics and displays them on the display panel 13. For example, for dairy products, the salt content, fat content, etc. can be determined.

În calitate de exemplu de implementare practică poate servi cazul în care măsurătorul se utilizează pentru măsurarea rezistenţei specifice RX şi constantei dielectrice έx a laptelui. έx se determină din expresia pentru capacitatea plăcilor CX, determinată, la rândul ei, din valoarea măsurată a componentei reactive XX, din valorile suprafeţei plăcilor S şi distanţei între ele L după relaţia cunoscută. Admitem că valorile reale ale componentelor măsurate constituie RX = 70 kΩ, XX = 5·103 kΩ. La prima etapă de echilibrare convertorul reproduce o impedanţă de referinţă cu valorile componentei active RR = - 100 kΩ şi a componentei reactive XR = - 104 kΩ şi reglează lin componenta activă RR până la apariţia între semnalele Ude şi Uref a unui defazaj cu valoarea 180°, ceea ce corespunde valorii RR = - 70 kΩ. La etapa a doua blocul de comandă reglează componenta reactivă XR până la trecerea defazajului dintre semnalele Ude şi Uref de la valoarea 180° la valoarea 0°, ceea ce corespunde valorii XR = - 5·103 kΩ. La terminarea procesului de echilibrare componentele impedanţei măsurate se determină: RX = - RR = - (-70) kΩ = 70 kΩ, XX = - XR = - (-5·103) kΩ = 5·103 kΩ. Blocul de comandă 10 recalculează valorile măsurate RX, XX în valorile mărimilor RX şi έx, care sunt afişate pe panoul 13. As an example of practical implementation, the case where the meter is used to measure the specific resistance RX and the dielectric constant έx of milk can serve. έx is determined from the expression for the plate capacitance CX, determined, in turn, from the measured value of the reactive component XX, from the values of the plate surface S and the distance between them L according to the known relationship. We assume that the real values of the measured components are RX = 70 kΩ, XX = 5·103 kΩ. At the first balancing stage, the converter reproduces a reference impedance with the values of the active component RR = - 100 kΩ and the reactive component XR = - 104 kΩ and smoothly adjusts the active component RR until a phase shift of 180° appears between the signals Ude and Uref, which corresponds to the value RR = - 70 kΩ. In the second stage, the control block adjusts the reactive component XR until the phase shift between the signals Ude and Uref passes from the value 180° to the value 0°, which corresponds to the value XR = - 5·103 kΩ. At the end of the balancing process, the measured impedance components are determined: RX = - RR = - (-70) kΩ = 70 kΩ, XX = - XR = - (-5·103) kΩ = 5·103 kΩ. The control block 10 recalculates the measured values RX, XX into the values of the quantities RX and έx, which are displayed on the panel 13.

1. MD 279 Y 2010.09.30 1. MD 279 Y 2010.09.30

Claims (1)

Măsurător de impedanţă a produselor lichide, care conţine un generator de semnal (1), conectat în serie cu un rezistor (2); un convertor de impedanţă (6) cu reglare independentă a componentelor activă şi reactivă ale impedanţei reproduse, dotat cu două contacte de ieşire şi două de intrare; un amplificator (7), conectat cu un contact de intrare la cel de-al doilea contact al rezistorului (2), iar cu cel de-al doilea contact de intrare împreună cu un contact de ieşire al convertorului (6) şi un contact de ieşire al generatorului (1) - la masă; două comparatoare (8, 9), conectate cu intrările, respectiv, la contactul de ieşire al amplificatorului (7) şi la un punct de referinţă al convertorului (6), în care faza semnalului coincide cu faza căderii de tensiune pe componenta reactivă a impedanţei reproduse; precum şi un bloc de comandă (10) cu două ieşiri, conectate la contactele de intrare ale convertorului (6), şi două intrări, conectate la ieşirile comparatoarelor (8, 9), caracterizat prin aceea că mai conţine o celulă electrochimică, formată din două plăci metalice (3, 4) cu o suprafaţă S, amplasate paralel într-un vas de sticlă (5) pentru produsul lichid de măsurat (11) la o distanţă L una de la alta, una fiind conectată la cel de-al doilea contact al rezistorului (2), iar cealaltă - la cel de-al doilea contact de ieşire al convertorului (6), totodată volumul produsului lichid de măsurat (11) din vasul de sticlă (5) este selectat astfel încât să acopere plăcile metalice (3, 4); o tastatură (12) pentru comanda cu regimul de lucru şi un panou (13) de afişare a rezultatului măsurării, conectate la blocul de comandă (10).Liquid product impedance meter, comprising a signal generator (1), connected in series with a resistor (2); an impedance converter (6) with independent adjustment of the active and reactive components of the reproduced impedance, equipped with two output and two input contacts; an amplifier (7), connected with an input contact to the second contact of the resistor (2), and with the second input contact together with an output contact of the converter (6) and an output contact of the generator (1) - to ground; two comparators (8, 9), connected with the inputs, respectively, to the output contact of the amplifier (7) and to a reference point of the converter (6), in which the signal phase coincides with the phase of the voltage drop on the reactive component of the reproduced impedance; as well as a control block (10) with two outputs, connected to the input contacts of the converter (6), and two inputs, connected to the outputs of the comparators (8, 9), characterized in that it also contains an electrochemical cell, formed by two metal plates (3, 4) with a surface S, placed parallel in a glass vessel (5) for the liquid product to be measured (11) at a distance L from each other, one being connected to the second contact of the resistor (2), and the other - to the second output contact of the converter (6), at the same time the volume of the liquid product to be measured (11) in the glass vessel (5) is selected so as to cover the metal plates (3, 4); a keyboard (12) for operating mode control and a panel (13) for displaying the measurement result, connected to the control block (10).
MDS20150074A 2015-06-05 2015-06-05 Liquid product impedance meter MD985Z (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDS20150074A MD985Z (en) 2015-06-05 2015-06-05 Liquid product impedance meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDS20150074A MD985Z (en) 2015-06-05 2015-06-05 Liquid product impedance meter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
MD985Y MD985Y (en) 2015-12-31
MD985Z true MD985Z (en) 2016-07-31

Family

ID=55068723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MDS20150074A MD985Z (en) 2015-06-05 2015-06-05 Liquid product impedance meter

Country Status (1)

Country Link
MD (1) MD985Z (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD1101Z (en) * 2016-02-03 2017-06-30 Технический университет Молдовы Device for measuring the impedance components of liquid products
MD1142Z (en) * 2016-11-29 2017-11-30 Технический университет Молдовы Impedance measurement of liquid products

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD279Y (en) * 2010-03-26 2010-09-30 Universitatea Tehnica A Moldovei Impedance meter
MD444Y (en) * 2010-12-17 2011-11-30 Univ Tehnica Moldovei Impedance meter
MD639Y (en) * 2012-10-24 2013-05-31 Univ Tehnica Moldovei Impedance meter
  • 2015

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD279Y (en) * 2010-03-26 2010-09-30 Universitatea Tehnica A Moldovei Impedance meter
MD444Y (en) * 2010-12-17 2011-11-30 Univ Tehnica Moldovei Impedance meter
MD639Y (en) * 2012-10-24 2013-05-31 Univ Tehnica Moldovei Impedance meter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Кондуктометрия, Википедия, 2008.12.17, regăsită în Internet 2015.09.30, https://ru.wikipedia.org/wiki/Кондуктометрия *

Also Published As

Publication number Publication date
MD985Y (en) 2015-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090157338A1 (en) Measuring method and apparatus for potentiometric measuring probes
EP2745121B1 (en) An adaptive voltage divider with corrected frequency characteristic for measuring high voltages
CN108872347A (en) The impedance operator circuit of electrochemical sensor
CN106324356B (en) Precise alternating current resistance measuring instrument and measuring method thereof
EP3581906A1 (en) Sensor
MD985Z (en) Liquid product impedance meter
MD279Z (en) Impedance meter
CN105100345B (en) A method of using analog signal to test the power of mobile phone handset
MD1142Y (en) Liquid product impedance meter
CN104808027A (en) Active probe card
US10436827B2 (en) Measurement device and method for measuring the impedance of a device under test
CN107422192B (en) Audio equipment input impedance measuring method and device and measurement and verification method and device
MD639Z (en) Impedance meter
US20230175880A1 (en) Level meter for level limit determination and for measuring an impedance of a filling material
JP2017215257A (en) Contactless circuit board tester and testing method
RU2260809C2 (en) Method for determination of two-terminal network parameters
CA1154828A (en) Alternating current comparator bridge for resistance measurement
US20230160933A1 (en) Method and device for determining the resistive component of the leakage current impedance in the alternating current network
Reynolds et al. DC insulation analysis: A new and better method
MD1101Z (en) Device for measuring the impedance components of liquid products
JP7080757B2 (en) Impedance measuring device and impedance measuring method
MD591Z (en) Method for measurement of impedance component
JP7013770B2 (en) Forced grounding device and ground fault search device
SU920532A1 (en) Electrical bridge
MD943Z (en) Method for measuring the impedance components

Legal Events

Date Code Title Description
FG9Y Short term patent issued
KA4Y Short-term patent lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration)