RU212819U1

RU212819U1 - Current adjustable conductometer

Info

Publication number: RU212819U1
Application number: RU2021136489U
Authority: RU
Inventors: Идгай Хасанович Мингазетдинов; Роман Андреевич Лисин; Ольга Сергеевна Сибгатуллина; Гузель Ильдаровна Гумерова
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2022-08-10

Abstract

Токовый регулируемый кондуктометр относится к области измерительной техники параметров жидких сред и может найти применение в приборостроении, экологии. Технический результат заключается в расширении диапазона измерений при повышении точности измерений и улучшении эксплуатационных характеристик устройства. Технический результат достигается тем, что в предложенном токовом регулируемом кондуктометре, содержащем источник постоянного тока, датчик в виде диэлектрической трубки, свитой в виде индукционной катушки, имеющей включенный параллельно датчику диод, конденсатор, регистратор, число витков индукционной катушки выполнено с возможностью переменного включения в цепь, над витками катушки установлена неподвижная планка с фиксированными опорными впадинами на расстоянии, кратном числу витков катушки, а в контакте с планкой расположен передвижной токосъемник с контактным шариком, витки индукционной катушки, соответствующие диапазону кратности и опорным впадинам неподвижной планки, выполнены большего диаметра и имеют впадины с электродами для контактных шариков, выполнены многозаходными с соединением тракта витков под каждым витком большего диаметра с токосъемником, при этом тракт индукционной катушки имеет технологические промывные штуцера. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

The current adjustable conductometer belongs to the field of measuring the parameters of liquid media and can be used in instrument making and ecology. The technical result consists in expanding the measurement range while increasing the accuracy of measurements and improving the performance of the device. The technical result is achieved by the fact that in the proposed current adjustable conductometer containing a constant current source, a sensor in the form of a dielectric tube, twisted in the form of an induction coil, having a diode connected in parallel to the sensor, a capacitor, a recorder, the number of turns of the induction coil is made with the possibility of variable inclusion in the circuit , above the turns of the coil there is a fixed bar with fixed support cavities at a distance that is a multiple of the number of turns of the coil, and in contact with the bar there is a movable current collector with a contact ball, the turns of the induction coil corresponding to the range of multiplicity and the support cavities of the fixed bar are made of a larger diameter and have cavities with electrodes for contact balls, are made multi-threaded with a connection path of turns under each turn of a larger diameter with a current collector, while the path of the induction coil has technological flushing fittings. 2 w.p. f-ly, 4 ill.

Description

Предложенное устройство относится к области измерительной техники параметров жидких сред и может найти применение в приборостроении, экологии.The proposed device relates to the field of measuring equipment parameters of liquid media and can be used in instrumentation, ecology.

Известны устройства для измерения электропроводности растворов по величине тока, проходящего через электрическую цепь с установленным в цепи участком с измеряемым раствором. Например, в устройстве (а.с. № 1221570, Бюл. №12 от 30.03.86) в электрической цепи установлен датчик в виде цилиндрической трубки, заполненной исследуемым раствором и выполненной в форме соленоида, являющегося индукционной катушкой. Датчик включен последовательно в электрическую цепь с источником питания, а параллельно датчику выполнена дополнительная электрическая цепь, содержащая диод, конденсатор, ключ и прибор регистрации.Known devices for measuring the electrical conductivity of solutions according to the magnitude of the current passing through an electrical circuit with a section installed in the circuit with the measured solution. For example, in the device (A.C. No. 1221570, Bull. No. 12 dated 30.03.86), a sensor in the form of a cylindrical tube filled with the test solution and made in the form of a solenoid, which is an induction coil, is installed in the electrical circuit. The sensor is connected in series to an electrical circuit with a power source, and an additional electrical circuit is made in parallel with the sensor, containing a diode, a capacitor, a key, and a recording device.

Данное устройство принято нами за прототип. Недостатки прототипа следующие. Датчик прототипа выполнен в виде индукционной катушки с постоянным числом витков соленоида, что приводит к необходимости многократно повторять число включений для того, чтобы на конденсаторе накопилось достаточное количество электрических зарядов, для фиксации на регистрирующем приборе. При этих процедурах измерений вероятность ошибок измерений возрастает из-за человеческого фактора, относящихся к случайным ошибкам. При этом, чем большей точности измерения электропроводности необходимо достигать, тем больше вероятность реализации случайных ошибок, т.к. для этого требуется значительное количество включений.This device is accepted by us as a prototype. The disadvantages of the prototype are as follows. The prototype sensor is made in the form of an induction coil with a constant number of turns of the solenoid, which leads to the need to repeatedly repeat the number of inclusions in order for the capacitor to accumulate a sufficient amount of electric charges to be fixed on the recording device. With these measurement procedures, the probability of measurement errors increases due to human factors related to random errors. At the same time, the greater the accuracy of electrical conductivity measurement must be achieved, the greater the likelihood of random errors, since this requires a significant number of inclusions.

Кроме того, в прототипе не указано, каким образом производится регенерация датчика после процедуры измерений с исследуемого раствора, хотя при практических измерениях необходимо гидравлический тракт датчика тщательно промывать от остатков предыдущего исследуемого раствора. Исходя из этого, была поставлена цель расширения диапазона измерений при повышении точности измерений и улучшения эксплуатационных характеристик устройства. Поставленная цель достигается тем, что в предложенном токовом регулируемом кондуктометре, содержащем источник постоянного тока, датчик в виде диэлектрической трубки, свитой в виде индукционной катушки, имеющей включенной параллельно датчику диод, конденсатор, регистратор, число витков индукционной катушки выполнено с возможностью переменного включения в цепь, над витками катушки установлена неподвижная планка с фиксированными опорными впадинами на расстоянии, кратном числу витков катушки, а в контакте с планкой расположен передвижной токосъемник с контактным шариком, витки индукционной катушки, соответствующие диапазону кратности и опорным впадинам неподвижной планки, выполнены большего диаметра и имеют впадины с электродами для контактных шариков, выполнены многозаходными с соединением тракта витков под каждым витком большего диаметра с токосъемником, при этом тракт индукционной катушки имеет технологические промывные штуцера.In addition, the prototype does not indicate how the sensor is regenerated after the measurement procedure with the test solution, although in practical measurements it is necessary to thoroughly flush the sensor hydraulic path from the remnants of the previous test solution. Based on this, the goal was to expand the measurement range while increasing the accuracy of measurements and improving the performance of the device. This goal is achieved by the fact that in the proposed current adjustable conductometer, containing a constant current source, a sensor in the form of a dielectric tube, twisted in the form of an induction coil, having a diode connected in parallel with the sensor, a capacitor, a recorder, the number of turns of the induction coil is made with the possibility of variable inclusion in the circuit , above the turns of the coil there is a fixed bar with fixed support cavities at a distance that is a multiple of the number of turns of the coil, and in contact with the bar there is a movable current collector with a contact ball, the turns of the induction coil corresponding to the range of multiplicity and the support cavities of the fixed bar are made of a larger diameter and have cavities with electrodes for contact balls, are made multi-threaded with a connection path of turns under each turn of a larger diameter with a current collector, while the path of the induction coil has technological flushing fittings.

Предложенное устройство представлено на фиг. 1, 2, 3, 4, где:The proposed device is shown in Fig. 1, 2, 3, 4, where:

фиг. 1 - электрическая схема кондуктометра;fig. 1 - electrical circuit of the conductometer;

фиг. 2 - неподвижная планка;fig. 2 - fixed bar;

фиг. 3 - передвижной токосъемник;fig. 3 - mobile current collector;

фиг. 4 - вставка токосъемника.fig. 4 - current collector insert.

Здесь: 1 - электроконтакт входной; 2 - датчик; 3 - исследуемая жидкость; 4 - неподвижная планка; 5 - контакты индукционной катушки; 6 - подвижный токосъемник; 7 - диод; 8 - конденсатор; 9 - ключ измерения; 10 - источник питания; 11 - ключ включения цепи, являющийся коммутатором; 12 - регистратор (измерительное устройство); 13 - электрическая цепь; 14 - шарик-фиксатор положения токосъемника; 15 - вставка токосъемника; 16 - опорные шайбы фиксатора положения токосъемника; 17 - винт регулировочный; 18 - пружина шарика-фиксатора; 19 - винт регулировочный шарика-фиксатора; 20 - контакт вставки токосъемника; 21 - пружина шарика-токосъемника; 22 - перемычка; 23 - шарик-токосъемник; 24 - опорные шайбы шарика-токосъемника; 25 - впадина для шарика-фиксатора; 26 - штуцера технологические промывные.Here: 1 - input electrical contact; 2 - sensor; 3 - investigated liquid; 4 - fixed bar; 5 - contacts of the induction coil; 6 - movable current collector; 7 - diode; 8 - capacitor; 9 - measurement key; 10 - power supply; 11 - circuit enable key, which is a switch; 12 - registrar (measuring device); 13 - electrical circuit; 14 - ball-fixer of the position of the current collector; 15 - current collector insert; 16 - support washers of the current collector position lock; 17 - adjusting screw; 18 - spring ball-clamp; 19 - screw adjusting locking ball; 20 - current collector insert contact; 21 - spring ball current collector; 22 - jumper; 23 - current collector ball; 24 - support washers of the current collector ball; 25 - recess for the fixing ball; 26 - technological flush fittings.

Токовый регулируемый кондуктометр представляет собой датчик 2, выполненный в виде полой диэлектрической трубки, свитой в виде индукционной катушки, включенной в электрическую цепь 13. Датчик 2 соединен с цепью 13 входным контактом 1 и контактами переменного включения 5. Витки индукционной катушки датчика 2 выполнены многозаходными и имеют перемычки 22 через кратное число витков катушки. Над перемычками, на витках катушки датчика 2 имеются электрические контакты 5. Внутри полых витков датчика 2 находится исследуемая жидкость 3. Витки индукционной катушки датчика 2 в зоне перемычек 22 и контактов 5 имеют больший диаметр, чем остальные витки. Датчик 2 имеет технологические штуцеры 26 для подачи промывочной жидкости. Над витками индукционной катушки установлена неподвижная планка 4, выполненная в виде плоского швеллера с ограничительными буртиками и с фиксированными опорными впадинами 25 в сечении перемычек 22 и контактов 5 на витках катушки датчика 2. В сечении опорных впадин 25, в зоне перемычек, на нижней полке планки 4 имеется продольное окно для прохождения шарика-токосъемника 23. В контакте с неподвижной планкой 4, внутри ограничительных буртиков находится подвижный токосъемник 6. Токосъемник 6 выполнен из диэлектрического материала и имеет внутри регулируемое фиксирующее устройство, состоящее из шарика-фиксатора положения токосъемника 14, опорных шайб 16, пружины 18 и винта регулирования. Внутри подвижного токосъемника 6, в сечении шарика-фиксатора 14 расположена вставка 15,выполненная из токопроводящего материала. Внутри вставки 15 имеется шарик-токосъемник 23, опорные шайбы 24, пружина 21 и винт регулировочный 19. Для снятия электрического потенциала имеется в боковой стенке вставки 15 контакт 20.Current adjustable conductometer is a sensor 2, made in the form of a hollow dielectric tube, twisted in the form of an induction coil included in the electrical circuit 13. The sensor 2 is connected to the circuit 13 by the input contact 1 and the variable switching contacts 5. The coils of the induction coil of the sensor 2 are made multi-threaded and have jumpers 22 through a multiple of the turns of the coil. Above the jumpers, on the turns of the sensor coil 2, there are electrical contacts 5. Inside the hollow turns of the sensor 2 is the investigated liquid 3. The turns of the induction coil of the sensor 2 in the area of the jumpers 22 and contacts 5 have a larger diameter than the other turns. Sensor 2 has technological fittings 26 for supplying flushing fluid. Above the turns of the induction coil, a fixed bar 4 is installed, made in the form of a flat channel with restrictive collars and with fixed support cavities 25 in the cross section of the jumpers 22 and contacts 5 on the turns of the sensor coil 2. In the cross section of the support cavities 25, in the zone of the jumpers, on the bottom shelf 4 there is a longitudinal window for the passage of the current collector ball 23. In contact with the fixed bar 4, inside the restrictive collars, there is a movable current collector 6. The current collector 6 is made of a dielectric material and has an adjustable locking device inside, consisting of a ball-locking the position of the current collector 14, support washers 16, spring 18 and adjustment screw. Inside the movable current collector 6, in the cross section of the locking ball 14, there is an insert 15 made of a conductive material. Inside the insert 15 there is a current collector ball 23, support washers 24, a spring 21 and an adjusting screw 19. To remove the electric potential, there is a contact 20 in the side wall of the insert 15.

Датчик 2 включен последовательно с источником питания 10 через ключ 11, являющийся коммутатором. Параллельно датчику 2 включен диод 7 и последовательно с ним конденсатор 8, а параллельно конденсатору 8 через ключ 9 присоединен регистратор (измерительное устройство 12).The sensor 2 is connected in series with the power source 10 through the key 11, which is a switch. A diode 7 is connected in parallel with the sensor 2 and a capacitor 8 is connected in series with it, and a recorder (measuring device 12) is connected in parallel with the capacitor 8 through the key 9.

Устройство работает следующим образом. Предварительно подготовленный и промытый тракт датчика 2 с использованием штуцеров 26, заполняется исследуемым раствором. Далее, передвигают подвижный токосъемник 6 в положение наименьшего включения в электрическую цепь витков индукционной катушки датчика 2. Это положение подвижного токосъемника 6 фиксируется попаданием шарика-фиксатора 14 во впадину 25. После этого включают ключ - коммутатор 11, замыкая электрическую цепь 13. В момент включения электрической цепи 13 в датчике 2 наводится ЭДС поляризации, а при размыкании, которое обеспечивает ключ-коммутатор 11, возникает ЭДС самоиндукции и возникает обратный ток и он накапливается на конденсаторе 8 через диод 7. Этот ток фиксируется на регистраторе 12. В случае, если измеренный ток на регистраторе 12 оказывается очень маленьким, то передвигают подвижный токосъемник 6 в положение большего охвата витков индукционной катушки датчика 2 (соответственно выбранному масштабу увеличения ×10, ×100 и т.д.), до достижения значений показаний на регистраторе 9, удовлетворяющих исследователя. Каждое передвижение подвижного токосъемника 6 фиксируется попаданием шарика-фиксатора 14 в соответствующую впадину 25.The device works as follows. The pre-prepared and washed sensor path 2 using fittings 26 is filled with the test solution. Next, the movable current collector 6 is moved to the position of the smallest inclusion in the electrical circuit of the turns of the induction coil of the sensor 2. This position of the movable current collector 6 is fixed by the contact of the locking ball 14 in the cavity 25. After that, the key - switch 11 is turned on, closing the electrical circuit 13. At the moment of switching on the electric circuit 13 in the sensor 2 is induced by the polarization EMF, and upon opening, which is provided by the switch key 11, the self-induction EMF occurs and a reverse current occurs and it accumulates on the capacitor 8 through the diode 7. This current is fixed on the registrar 12. If the measured the current on the recorder 12 is very small, then the movable current collector 6 is moved to a position of greater coverage of the turns of the induction coil of the sensor 2 (according to the selected magnification scale ×10, ×100, etc.), until the readings on the recorder 9 are reached, satisfying the researcher. Each movement of the movable current collector 6 is fixed by hitting the locking ball 14 into the corresponding cavity 25.

Это положение будет обеспечивать попадание шарика-токосъемника 23 в контакты индукционной катушки 5.This position will ensure that the current collector ball 23 enters the contacts of the induction coil 5.

Таким образом, проведение измерений предлагаемым токовым регулируемым кондуктометром позволит исключить случайные ошибки измерений из-за необходимости многократных включений и повысить точность измерений.Thus, measurements by the proposed current adjustable conductometer will eliminate random measurement errors due to the need for multiple inclusions and improve the accuracy of measurements.

Claims

1. Current adjustable conductometer containing a direct current source, a sensor in the form of a dielectric tube, twisted in the form of an induction coil, parallel to the sensor, a diode, a capacitor, a recorder, characterized in that the number of turns of the induction coil is made with the possibility of variable inclusion in the circuit, over turns of the induction coil installed a fixed bar with fixed support cavities at a distance multiple of the number of turns of the coil, and in contact with it is a movable current collector with a contact ball, the turns of the induction coil corresponding to the range of multiplicity and the support cavities of the fixed bar are made of a larger diameter and have cavities with electrodes for contact balls are made multi-threaded with the connection of the path of turns by a jumper under each turn of a larger diameter with a current collector, while the path of the induction coil has process flush fittings.

2. Current adjustable conductometer according to claim 1, characterized in that the key for turning on the power supply circuit is a switch-distributor.