SU1531025A1 - Преобразователь проводимости раствора в частоту - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к кондуктометрии и может использоватьс  дл  измерени  проводимости растворов с помощью бесконтактного емкостного датчика. Цель изобретени  - расширение диапазона линейного преобразовани  за счет использовани  бесконтактного датчика в качестве врем задающего элемента автогенератора - достигаетс  тем, что в преобразователь введены интегратор, вход которого соединен с кондуктометрической  чейкой, а выход - с входом триггера Шмитта, первый и второй последовательно соединенные резисторы, включенные между входом интегратора и выходом триггера Шмитта, и конденсатор, включенный между выводами соединени  первого и второго резисторов и общей шиной, а кондуктометрическа   чейка выполнена в виде бесконтактного емкостного датчика. Положительный эффект технического решени  заключаетс  в обеспечении пропорциональности выходной частоты преобразовател  измер емой проводимости раствора в широком диапазоне, что упрощает градуировку датчика и использование преобразовател  в системах автоматической обработки и управлени . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к кондукто- метрии и может использоватьс  дл  не- прерьш}1ого измерени  проводимости растворов с помощью бесконтактного датчика.

11ель изобретени  - расширение диапазона линейного преобразовани  за счет использовани  бесконтактного емкостного датчика в качестве пре- м задаюцего элемента автогенератора.

Па фиг. 1 предстагзлена структурна  электрическа  схема преобразовател  проводимости раствора в частоту; на Лиг. 2 - iuiarpariMu напр жений, по сн юс ие ,oiy преобразовател .

Преобразователь содер га1т интегратор 1 с конденсатором 2 в цепи обратной св зи и триггер имитта 3, вход которого соединен с вькодом интегратора 1. Нежду В1.ГХОДОМ триггера Шмитта 3 и входом интегратора 1 включены последовательно соединенные первьш резистор 4 и второй резистор 5, выводами соединени  которых и общей шиной включен конденсатор 6, и бесконтактньш емкостный датчик 7 с исследуемым раствором, схема замещени  которого моу-сет быть представлена конденсатором 8, описывающим лшэлектрические свойства изоСП СО

О

to

ai

л ции электродов, конденсатором 9, описываюг(им диэлектрические свойства исследуемого раствора, и резистором 10, описывающим проводимость не- следуемого раствора.

Преобразователь работает следующим образом.

Пусть в момент времени t О напр жение Оц на выходе интегратора 1 достигает порога срабатывани  L o триггера Пмитта 3, и он перекльиает- с  из состо ни  отрицательного насыщени  Uj - -ио в состо ние положительного насьвцени  Uj Uo , т. е. лиь 2Uo. При этом напр жение на выходе интегратора 1 скачком уменьС«С   шаетс  на величину fl-UeT .

где Cj, Cj, ( 9 емкости конденсате-

ров 2, 8 и 9 соответственно, и затем уменьшаетс  по экспоненциальному закону с посто нной времени fl R х

i (4VS . где к,,-

сопротналение исследуемого раствора; у- его проводимость; Ет его диэлектрическа  проницаемость, t:e 8,85

л-И

«10 ф/м - абсолютна  диэлектричес

ка  проницаемость, до тех пор, пока в момент времени t Т/2 не достигает порога отпускани  - триггера Пмитта 3. В этот момент триггер Шмитта 3 переключаетс  из состо ни  положительного насыдени  в состо - ние отрицательного насьщени , напр жение Уд на выходе интегратоар 1 скачком увеличиваетс  на величину ЛУд и затем увеличиваетс  по экспо- иенциальному закону с посто нной вре мени С до тех пор, пока в момент времени t Т не достигает вновь порога срабатывани  «( и триггера Шмит- та 3, который при этом вновь переключаетс  в состо ние положительного насьпцени . Таким образом возникают релаксационные колебани  С частотой повторени , пропорциональной проводимости исследуемого раствора в датчике 7.

Т

С

.-г

2(с,с,)Е „1п г;с;с7 -оГГ,(с;тс;у

(1)

где о( - глубина положительной обратной св зи в триггере Ымнтта 3.

Дл  работоспособности преобразовател  необходимо, чтобы емкость конденсатора 2 удовлетвор ла условию

с

o(Cj+C,) «

Ь1

(2)

Если выполн етс  условие

RsPt г т.

(3)

где R- - сопротивление второго ре

зистора 5;

С - емкость конденсатора 6,- то среднее напр жение U на конденсаторе 6 равн етс  нулю, а амплитудное

Ue

значение, равное достигаетс  4FKj(j J

в момент переключени  триггера Имитта 3. При этом средний ток, протекающий по первому резистору 4 на вход интегратора 1 за врем  ме оду переключени ми триггера Имитта 3, равен нулю и не мен ет период повторени  импУль- сов. Дл  устойчивой работы преобразовател  во всем диапазоне генериру- емьпс частот совместно с условием (3) должно вьтолн тьс  условие

M-Rj 2с;г

(4)

5 0 0

5

5

Если интегратор 1 и триггер Шмит- та 3 одновременно оказываютс  в состо  1ши насыдени , то конденсатор 6 через резистор 5 зар жаетс  до напр жени  Ug, ток, протекаю1ций при ; этом по первому резистору 4, выводит интегратор 1 из насыщени , и автоколебани  возобновл ютс .

Включение последовательно соединенных первого резистора 4 и второго резистора , 5 параллельно бесконтактному емкостному датчику 7, не провод щему посто HHOI O тока , необходимо дл  обеспечени  устойчивой работы преобразовател , так как конденсатор 6 зар жаетс  входным током интегратора 1, который переходит в состо ние насыцени , устойчивое в отсутствии первого и второго резисторов .

Положительный эффект технического решени  заключаетс  в обеспечении , пропорциональности выходной частоты преобразовател  проводимости раствора в широком диапазоне, что упрощает градуировку и использование пре

-J(7- .1

f/g

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Преобразователь проводимости раствора в частоту, содержащий последовательно соединенные триггер Шмитта и кондуктометрическую ячейку, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона линейного преобразования, в него введены первый и второй резисторы, конденсатор и интегратор, выход которого соединен с входом триггера Шм*Тта, а вход - с кондуктометрической ячей- . кой, первый и второй резисторы соединены последовательно и включены между входом интегратора и выходом триггера Шмитта, при этом другие выводы первого и второго резисторов через конденсатор соединены с общей шиной.
2. 2. Преобразователь по π. 1, о тличающийся тем, что кондук тометрическая ячейка вьполнена в виде бесконтактного емкостного датчика

   Фиг.1