RU2667688C2 - Устройство для регистрации электропроводности жидкостей - Google Patents
Устройство для регистрации электропроводности жидкостей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2667688C2 RU2667688C2 RU2017100240A RU2017100240A RU2667688C2 RU 2667688 C2 RU2667688 C2 RU 2667688C2 RU 2017100240 A RU2017100240 A RU 2017100240A RU 2017100240 A RU2017100240 A RU 2017100240A RU 2667688 C2 RU2667688 C2 RU 2667688C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- driver
- signal
- frequency divider
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к исследованию физико-химических свойств жидкостей путем измерения электрической проводимости. Устройство для регистрации электропроводимости жидкостей состоит из кондуктометрического датчика, в состав которого входят опорный генератор, выход которого соединен со входом первого формирователя сигнала прямоугольных импульсов, причем его выход соединен с входом трансформаторного преобразователя и кюветой с электролитической жидкостью, при этом согласно изобретению дополнительно введен усилитель, вход которого соединен с выходом трансформаторного преобразователя, а выход со входом второго формирователя, причем выход второго формирователя соединен с одним из входов формирователя искусственного сигнала, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора, а третий с выходом делителя частоты, при этом вход делителя частоты соединен с выходом генератора опорной частоты, выход формирователя искусственного сигнала соединен с входом избирательного фильтра, выход которого соединен с входом компаратора, далее с одним из входов фазового формирователя, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности и точности, причем величины чувствительности и точности могут изменяться в широком диапазоне. 4 ил.
Description
Патент относится к измерительной технике и предназначен для исследования физико-химических свойств жидкостей путем измерения удельной электропроводности и может быть использован для кондуктометрического анализа солесодержания растворов.
Целью изобретения является повышения чувствительности и точности измерения.
Известно авторское свидетельство «Кондуктометр» №1337821. Кондуктометр состоит из генератора переменного напряжения, трансформаторного кондуктометрического датчика, который включает в себя две кюветы в виде жидкостных трансформаторных витков, первого масштабного усилителя, синхронного детектора, на выходе которого вырабатывается разностный сигнал, блока управления, работа которого заключается в анализе поступающего сигнала и на основе этого выработке сигнала управления, преобразователя «код - напряжение», преобразующего аналоговый сигнал в цифровой, который пропорционально влияет на сигнал генератора опорного напряжения, второго масштабного усилителя, служащего для исключения влияния на точность измерения разброса параметров кондуктивных постоянных жидкостных витков, блока цифровой индикации, предназначенного для вывода информации. Измерение электропроводности электролитической жидкости происходит путем уравновешивания магнитных потоков трансформатора кондуктометрического преобразователя.
Существенными признаками аналога, общими с заявляемым устройством, являются: трансформаторный метод измерения солесодержания жидкости, заключающийся в использовании трансформаторного датчика в виде катушек индуктивности, изолированных от электролита. Неотъемлемой частью такого трансформаторного датчика является опорный генератор переменного напряжения, а также масштабный усилитель,
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является следующий основной недостаток аналога: наличие двух кювет в виде жидкостных трансформаторных витков в кондуктометрическом преобразователе, что определяет методику измерения солесодержания жидкостей и, соответственно, чувствительность и точность как постоянных по величине параметров.
Из всех известных устройств наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является авторское свидетельство «Кондуктометрический анализатор концентрации солей» №1608548, структурная схема которого представлена на фиг. 1. Анализатор содержит генератор синусоидальных колебаний 1, двухполупериодный выпрямитель 2, интегратор 3, компаратор 4, параметрический стабилизатор 5, измерительный мост 6, причем все вышеперечисленные блоки представляют собой кондуктометрический датчик 12, анализатор также содержит усилитель 7, коммутатор 8, накопительный конденсатор 9, формирователь 10 и одновибратор 11. Переменное напряжение с одного из выходов генератора, который является опорным, преобразуется в прямоугольные импульсы во втором формирователе. От положительных фронтов этих импульсов посредством одновибратора формируются короткие импульсы включения коммутатора. Первый формирователь состоит из интегратора, который служит для формирования синусоидальных импульсов, сдвинутых по фазе на 90°, и компаратора, который формирует из синусоидальной последовательности прямоугольные импульсы. Амплитуда прямоугольных импульсов стабилизируется параметрическим стабилизатором и затем подаются в диагональ измерительного моста. Опорный генератор, первый формирователь и измерительный мост функционально является кондуктометрическим датчиком. Усилитель, включенный в другую диагональ измерительного моста, формирует прямоугольные импульсы с амплитудой, величина которой пропорциональна содержанию соли пробы в кондуктометрическом датчике. В момент включения коротким управляющим импульсом коммутатора последний открывается и амплитуда прямоугольных импульсов запоминается на накопительном конденсаторе, т.е. формируется постоянное напряжение, пропорциональное солесодержанию раствора.
Существенным признаком прототипа, общим с заявляемым устройством, является блок, состоящий из задающего опорного генератора, первого формирователя последовательности прямоугольных импульсов и измерительного моста, который является кондуктометрическим датчиком. К общим признакам можно также отнести блок формирования временных интервалов, применяемых для измерения сигнала. К недостаткам прототипа можно отнести невысокую чувствительность, которая является конечной и постоянной величиной, обусловленной наличием измерительного моста и точность, которая определяется постоянным временем интегрированием при измерении сигнала и является также конечной и постоянной величиной.
Задачей заявляемого патента является увеличение чувствительности и точности. Технический результат достигается тем, что, с целью увеличения чувствительности и точности, устройство для регистрации электропроводности жидкостей содержит блок, состоящий из опорного генератора, сигнал с которого подается на первый формирователь, где формируется сигнал, поступающий на трансформаторный преобразователь, индуктивность которого изменяется пропорционально солесодержанию жидкостей и, как следствие, оказывает влияние на сигнал, функционально являющийся кондуктометрическим датчиком, дополняется тем, что в устройство для регистрации электропроводности жидкостей вводится усилитель, выход которого соединен со входом второго формирователя, где формируется сигнал с амплитудой, пропорциональной солесодержанию жидкости, далее выход второго формирователя соединен со вторым входом формирователя искусственного сигнала, третий вход которого соединен с выходом делителя частоты, а первый вход с выходом опорного генератора, выход формирователя искусственного сигнала соединен со входом избирательного фильтра, резонансная частота которого равна частоте на выходе делителя частоты, далее, выход избирательного фильтра соединен со входом компаратора сигнала, а выход компаратора соединен с первым входом фазового формирователя, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты, причем сигнал на выходе фазового формирователя пропорционален электропроводности жидкости.
На фиг. 2 приведена структурная схема заявляемого «Устройства для регистрации электропроводимости жидкости», а на фиг. 3 представлены эпюры, поясняющие работу заявляемого устройства, где:
1 - генератор опорной частоты;
2 - первый формирователь;
3 - трансформаторный преобразователь;
4 - кювета с раствором;
5 - усилитель;
6 - второй формирователь;
7 - формирователь искусственного сигнала;
8 - избирательный фильтр;
9 - компаратор;
10 - формирователь фазы;
11 - делитель частоты;
12 - кондуктометрический датчик.
Генератор опорной частоты (1), вырабатывает опорный сигнал U1(t) (фиг. 3, а), который подается на первый формирователь (2), где формируется сигнал, поступающий на трансформаторный преобразователь (3), индуктивность которого изменяется пропорционально солесодержанию жидкости в кювете (4) и, как следствие, оказывает пропорциональное влияние на амплитуду сигнала β (фиг. 3, б), который поступает на усилитель (5) и, далее, на второй формирователь (6). Сигнал со второго формирователя (6) U2(t) (фиг. 3, б) поступает на формирователь искусственного сигнала (7), где формируется искусственный сигнал UΣ(t) (фиг. 3, в), причем для формирования искусственного сигнала используется сигнал с делителя частоты (11), где период сигнала делителя частоты определяет время измерения, на вход делителя частоты поступает сигнал с генератора опорной частоты (1), далее искусственный сигнал поступает на избирательный фильтр (8), на выходе избирательного фильтра (8) формируется синусоидальный сигнал Usin(t) (фиг. 3, г), причем изменение фазы синусоидального сигнала Usin(t) пропорционально изменению амплитуды сигнала, поступающего на трансформаторный преобразователь и, соответственно, солесодержанию раствора, далее сигнал Usin(t) поступает на компаратор (9), выход которого соединен с первым входом формирователя фазы (10), причем на второй вход формирователя фазы (10) поступает опорный сигнал с делителя частоты (11), длительность сигнала ϕ (фиг. 3, д) на выходе формирователя фазы (10) Uϕ(U2, Tuƒ) (фиг. 2, д) пропорциональна солесодержанию раствора.
Высокая чувствительность заявляемого устройства для регистрации электропроводности жидкостей формируется следующим образом: из последовательности опорного сигнал U1(t) (фиг. 3, а) и из последовательности измеряемого сигнала U2(t) (фиг. 3, б), который включает в себя добавочный сигнал β (фиг. 3, б, в), пропорциональный солесодержанию жидкости, формируется, посредством делителя частоты (11), искусственный сигнал UΣ(t) (фиг. 3, в), фазовый спектр которого пропорционален отношению U2/U1=D и величине Tuƒ, причем 0≤D≤1, 0<Tuƒ<1. Чувствительность фазы S первой гармоники Usin(t) (фиг. 3, г) определяется выражением:
и при Tuƒ→1, D→1, чувствительность S→∞.
При этом временной интервал измерения определяется периодом 1/ƒ сигнала Usin(t), а сам сигнал заключен в пределах от - π/2 до + π/2. Последнее условие позволяет получить необходимую чувствительность с помощью усилителя (5) при неизменном динамическом диапазоне от - π/2 до + π/2. Точность измерения определяется параметром U2/U1=D и временем интегрирования, которое пропорционально добротности избирательного фильтра, что позволяет получать необходимую точность, изменяя добротность избирательного фильтра.
Claims (1)
- Устройство для регистрации электропроводимости жидкостей, состоящее из кондуктометрического датчика, в состав которого входят опорный генератор, выход которого соединен со входом первого формирователя сигнала прямоугольных импульсов, причем его выход соединен с входом трансформаторного преобразователя и кюветой с электролитической жидкостью, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, введен усилитель, вход которого соединен с выходом трансформаторного преобразователя, а выход со входом второго формирователя, причем выход второго формирователя соединен с одним из входов формирователя искусственного сигнала, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора, а третий с выходом делителя частоты, при этом вход делителя частоты соединен с выходом генератора опорной частоты, выход формирователя искусственного сигнала соединен с входом избирательного фильтра, выход которого соединен с входом компаратора, далее с одним из входов фазового формирователя, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100240A RU2667688C2 (ru) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Устройство для регистрации электропроводности жидкостей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100240A RU2667688C2 (ru) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Устройство для регистрации электропроводности жидкостей |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017100240A3 RU2017100240A3 (ru) | 2018-07-10 |
RU2017100240A RU2017100240A (ru) | 2018-07-10 |
RU2667688C2 true RU2667688C2 (ru) | 2018-09-24 |
Family
ID=62814017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017100240A RU2667688C2 (ru) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Устройство для регистрации электропроводности жидкостей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2667688C2 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4491798A (en) * | 1981-12-21 | 1985-01-01 | Palmer James K | System for measuring conductivity of a liquid |
SU1182368A1 (ru) * | 1984-02-27 | 1985-09-30 | Кабардино-Балкарский ордена Дружбы народов государственный университет | Устройство дл измерени электропроводности жидкости |
SU1531027A1 (ru) * | 1987-06-10 | 1989-12-23 | Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофизического института АН УССР | Цифровой измерительный преобразователь электрической проводимости жидкости |
SU1608548A1 (ru) * | 1988-08-08 | 1990-11-23 | Казанское научно-производственное объединение "Нефтепромавтоматика" | Кондуктометрический анализатор концентрации солей |
SU1666958A1 (ru) * | 1989-04-11 | 1991-07-30 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Турбулентность" При Донецком Государственном Университете | Устройство дл измерени электрической проводимости жидкости |
UA104022C2 (en) * | 2011-11-18 | 2013-12-25 | Морской Гидрофизический Институт Национальной Академии Наук Украины | Conductometer |
RU2549246C1 (ru) * | 2014-12-18 | 2015-04-20 | Морской гидрофизический институт | Кондуктометр |
-
2017
- 2017-01-09 RU RU2017100240A patent/RU2667688C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4491798A (en) * | 1981-12-21 | 1985-01-01 | Palmer James K | System for measuring conductivity of a liquid |
SU1182368A1 (ru) * | 1984-02-27 | 1985-09-30 | Кабардино-Балкарский ордена Дружбы народов государственный университет | Устройство дл измерени электропроводности жидкости |
SU1531027A1 (ru) * | 1987-06-10 | 1989-12-23 | Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофизического института АН УССР | Цифровой измерительный преобразователь электрической проводимости жидкости |
SU1608548A1 (ru) * | 1988-08-08 | 1990-11-23 | Казанское научно-производственное объединение "Нефтепромавтоматика" | Кондуктометрический анализатор концентрации солей |
SU1666958A1 (ru) * | 1989-04-11 | 1991-07-30 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Турбулентность" При Донецком Государственном Университете | Устройство дл измерени электрической проводимости жидкости |
UA104022C2 (en) * | 2011-11-18 | 2013-12-25 | Морской Гидрофизический Институт Национальной Академии Наук Украины | Conductometer |
RU2549246C1 (ru) * | 2014-12-18 | 2015-04-20 | Морской гидрофизический институт | Кондуктометр |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017100240A3 (ru) | 2018-07-10 |
RU2017100240A (ru) | 2018-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112731179B (zh) | 电池健康状态快速检测方法、装置、检测仪及存储介质 | |
ATE383106T1 (de) | Digitale demodulationsvorrichtung und -verfahren zur messung der elektrischen bioimpedanz oder bioadmittanz | |
CN109187656A (zh) | 测量物质的电学性能的装置和方法 | |
RU2667688C2 (ru) | Устройство для регистрации электропроводности жидкостей | |
JPS63243767A (ja) | 分極の影響を除去した導電率測定方法及び装置 | |
JP2016206077A (ja) | 電磁流量計の信号抽出方法 | |
JP2011169666A (ja) | 交流インピーダンス測定システム | |
RU168459U1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
JP2016206078A (ja) | 電磁流量計の空状態判定方法 | |
JP2013257276A (ja) | 電磁流量計 | |
RU2717259C1 (ru) | Способ измерения электрической проводимости чистой и деионизированной жидкости | |
RU60222U1 (ru) | Устройство для определения интегральной антиоксидантной емкости биологических сред | |
RU2603970C1 (ru) | Способ измерения концентрации ионов | |
RU2298194C1 (ru) | Способ измерения действующего значения напряжения в электрических цепях переменного тока | |
Rustambekovich et al. | Improvement measurements of electromagnetic flow meters | |
JPS63234147A (ja) | 交流印加分極反応に於ける位相差検出方法 | |
RU150026U1 (ru) | Вихретоковый анализатор гранулометрического состава слабопроводящих дисперсных сред | |
RU214462U1 (ru) | Измеритель коэффициента мощности | |
RU2379715C2 (ru) | Способ измерения проницаемости пористого пласта | |
CN103604995B (zh) | 一种用于液体阻抗测量的电极极化修正方法 | |
SU150928A1 (ru) | Способ точного измерени фазовых сдвигов четырехполюсников | |
JPH0715490B2 (ja) | 導電率計回路 | |
RU169243U1 (ru) | Измеритель частоты гармонического сигнала | |
RU215007U1 (ru) | Преобразователь активной мощности в напряжение постоянного тока | |
SU1608548A1 (ru) | Кондуктометрический анализатор концентрации солей |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190110 |