SU1659821A1 - Conductometer - Google Patents

Conductometer Download PDF

Info

Publication number
SU1659821A1
SU1659821A1 SU894652749A SU4652749A SU1659821A1 SU 1659821 A1 SU1659821 A1 SU 1659821A1 SU 894652749 A SU894652749 A SU 894652749A SU 4652749 A SU4652749 A SU 4652749A SU 1659821 A1 SU1659821 A1 SU 1659821A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
tubes
transformer
tube
hemispherical
transformers
Prior art date
Application number
SU894652749A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Геннадьевич Рубцов
Елена Владимировна Лузина
Original Assignee
Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева
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 Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева filed Critical Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева
Priority to SU894652749A priority Critical patent/SU1659821A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1659821A1 publication Critical patent/SU1659821A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений. Кондуктометр содержит трансформаторный датчик электропроводности с трансформаторами возбуждени  и измерени , дополнительной обмоткой, в цепь которой включен образцовый резистор, последовательно соединенный с ключом, вычислительное устройство и блок управлени , выход которого подключены к управл ющим входам ключа и вычислительного устройства. Диэлектрический канал трансформаторного датчика выполнен в виде двух соосных трубок, нахоИзобретение относитс  к информационно-измерительной технике и предназначено дл  определени  электропроводности, по которой суд т о концентрации раствора жидкой среды. Цель изобретени  - повышение точности измерени . На фиг. 1 представлен разработанный кондуктометр; на фиг. 2 - трансформаторный датчик электропроводности. В корпусе 1 размещены трансформатор возбуждени  2, измерительный трансфорд щихс  в одном корпусе на рассто нии друг от друга. Трансформаторы возбуждени  и измерительный наход тс  на одной трубке. На внешних концах трубок размещены первый и второй полусферические электроды с центром в точке пересечени  оси трубок с плоскост ми внешних срезов, а в зазоре между трубками находитс  третий полусферический электрод с центром в точке пересечени  оси трубок с второй плоскостью среза трубки На трубке расположе- ны трансформаторы, причем обмотка трансформатора возбуждени  подключена к генератору, обмотка измерительного трансформатора - к входу аналого-цифрового преобразовател , выход которого соединен с входом вычислительного устройства Третий полусферический электрод соединен с общей клеммой переключател , две другие клеммы которого подключены к первому и второму полусферическим электродам , а управл ющий вход к блоку управлени . Дл  обеспечени  работоспособности кондуктометра в потоке жидкости полусферические электроды выполнены сетчатыми 1 з.п. ф-лы, 2 ил. матор 3, они наход тс  на первой трубке 4, соосно с ней расположена втора  трубка 5. На внешнем конце первой трубки расположен первый электрод 6, на внешнем конце другой трубки - второй электрод 7 Оба электрода имеют форму полусфер с центром в точке пересечени  оси трубок с плоскост ми их внешних срезов В зазоре между трубками находитс  третий полусферический электрод 8 с центром в точке пересечени  оси трубок со второй плоскостью среза первой, на которой расположены (/) С о ел о 00 юThe invention relates to the field of measurement technology. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. The conductometer contains a transformer conductivity sensor with excitation and measurement transformers, an additional winding, the circuit of which includes an exemplary resistor connected in series with the key, a computing device and a control unit, the output of which is connected to the control inputs of the key and the computing device. The dielectric channel of the transformer sensor is made in the form of two coaxial tubes, the invention relates to information-measuring equipment and is designed to determine the electrical conductivity, which is used to judge the concentration of the liquid medium solution. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. FIG. 1 shows the developed conductivity meter; in fig. 2 - transformer conductivity sensor. In case 1, an excitation transformer 2 is located, measuring the transformers in one case, at a distance from each other. The field transformers and metering transformers are on the same tube. At the outer ends of the tubes, the first and second hemispherical electrodes are located with the center at the point of intersection of the axis of the tubes with the planes of external cuts, and in the gap between the tubes there is a third hemispherical electrode with the center at the point of intersection of the axis of the tubes with the second plane of the cut off tube. the winding of the excitation transformer is connected to the generator, the winding of the measuring transformer is connected to the input of the analog-digital converter, the output of which is connected to the input of the computing device The third hemispherical electrode is connected to the common terminal of the switch, the other two terminals of which are connected to the first and second hemispherical electrodes, and the control input to the control unit. In order to ensure the performance of the conductometer in the fluid flow, the hemispherical electrodes are made of mesh 1 s. f-ly, 2 ill. Matrix 3, they are located on the first tube 4, the second tube 5 is coaxial with it. The first electrode 6 is located at the outer end of the first tube, and the second electrode 7 is at the outer end of the other tube. with planes of their external cuts. In the gap between the tubes there is a third hemispherical electrode 8 with a center at the point of intersection of the axis of the tubes with the second cut plane of the first, on which are located (/)

Description

трансформаторы. Причем обмотка трансформатора 2 возбуждени  подключена к генератору 9, обмотки измерительного трансформатора 3 - к входу аналого-цифрового преобразовател  10, выход которого соединен с входом вычислительного устройства 11. В цепь дополнительной обмотки включен образцовый резистор 12, последовательно соединенный с ключом 13, второй и третий электроды 6 и 7 соответственно подключены к металлическому разомкнутому проводнику через переключатель 14. Блок 15 управлени  обеспечивает синхронизированную работу ключа, переключател  и аналого-цифрового преобразовател .transformers. Moreover, the winding of the excitation transformer 2 is connected to the generator 9, the windings of the measuring transformer 3 to the input of the analog-digital converter 10, the output of which is connected to the input of the computing device 11. The reference resistor 12 connected in series with the key 13, the second and the third, is connected to the additional winding circuit. Electrodes 6 and 7, respectively, are connected to a metallic open conductor through a switch 14. The control unit 15 ensures synchronized operation of the key, the switch and the analog-to-digital transducer.

Устройство электропроводности жидкой среды происходит в три такта.The device conductivity of the liquid medium occurs in three cycles.

Блок 15 управлени  обеспечивает синхронизированную работу ключа 13, переключател  14 и аналого-цифрового преобразовател  10. Генератор 9 подает сигнал на трансформатор 2 возбуждени , который индуцирует ЭДС в витке воды, а с измерительного трансформатора 3 снимаетс  сигнал, пропорциональный электропроводности воды. В первом такте измерени  блок 15 управлени ,посредством сигнала синхронизировани  ключ 13 размыкает, а переключатель 14 замыкает на электрод 7 (верхнее положение). Измер етс  электропроводность столба жидкости, заключенного между первым и вторым электродами 6 и 7. Измер емый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь 10, а с него измеренна  величина в цифровом виде поступает не вычислительное устройство 11, т.е. получаетс  следующа  зависимость1The control unit 15 provides synchronized operation of the key 13, the switch 14 and the analog-digital converter 10. The generator 9 provides a signal to the excitation transformer 2, which induces an emf in a water coil, and a signal proportional to the electrical conductivity of the water is removed from the measuring transformer 3. In the first measurement cycle, the control unit 15, by means of the synchronization signal, switches the key 13, and the switch 14 closes it on the electrode 7 (upper position). The electrical conductivity of the liquid column enclosed between the first and second electrodes 6 and 7 is measured. The measured signal is fed to the analog-to-digital converter 10, and the measured value in digital form is not supplied to the computing device 11, i.e. the following dependency is obtained1

Уз а + Ь+ а, Ki,(1)Uz a + b + a, ki, (1)

где Уз - измеренное напр жение, соответствующее проводимости столба жидкости между электродами 6 и 7;where Oz is the measured voltage corresponding to the conductivity of the liquid column between the electrodes 6 and 7;

а и b - коэффициенты функции преобразовани  всего измерительного канала:a and b are the coefficients of the conversion function of the entire measuring channel:

Ki - коэффициент, завис щий от площади поперечного сечени  диэлектрического канала и рассто ни  между электродами 6 и 7;Ki is a coefficient depending on the cross sectional area of the dielectric channel and the distance between electrodes 6 and 7;

7|- удельна  электропроводность жидкой среды.7 | - specific electrical conductivity of the liquid medium.

В следующем такте ключ 13 посредством блока 15 управлени  замкнут и переключатель 14 замкнут на второй электрод 7 (верхнее положение).In the next cycle, the key 13 is closed by means of the control unit 15 and the switch 14 is closed to the second electrode 7 (upper position).

Измер етс  электропроводность столба жидкости, заключенного между первым и вторым электродами 6 и 7 и контура с образцовым резистором 12 и ключом 13. Сигнал аналогичным образом поступает на аналого-цифровой преобразователь 10, а затем и вычислительное устройство 11.The electrical conductivity of the liquid column enclosed between the first and second electrodes 6 and 7 and the circuit with the reference resistor 12 and the key 13 is measured. The signal is similarly fed to the analog-to-digital converter 10, and then the computing device 11.

Получаетс  следующа  зависимость The following dependency is obtained

Ua а + b (Ki 01 + сгобр), (2) где U2 - измеренное напр жение, соответствующее суммарной проводимости столба жидкости между электродами 6 и 7 и контуром с образцовым резистором 12 и ключом 13;Ua a + b (Ki 01 + сгобр), (2) where U2 is the measured voltage corresponding to the total conductivity of the liquid column between the electrodes 6 and 7 and the circuit with the reference resistor 12 and the key 13;

7обр - образцова  проводимость, обратно пропорциональна  сопротивлению образцового резистора 12 и сопротивлению ключа 13, соединенных последовательно.7edr - exemplary conductivity, inversely proportional to the resistance of the model resistor 12 and the resistance of the key 13 connected in series.

В последнем такте переключатель 14 замкнут на электрод 9 (нижнее положение), а ключ 13 разомкнут. Измер ем электропроводность столба жидкости, заключенно- го между электродами б и 8. Получаем следующую зависимость:In the last cycle, the switch 14 is closed to the electrode 9 (lower position), and the key 13 is open. We measure the electrical conductivity of a liquid column enclosed between electrodes b and 8. We obtain the following relationship:

Уз а + b en Г2Uza + b en G2

(3)(3)

где Уз измеренное напр жение, соответствующее проводимости столба жидкости между электродами 6 и 8;where U s is the measured voltage corresponding to the conductivity of the liquid column between the electrodes 6 and 8;

К2 коэффициент, завис щий от площади поперечного сечени  диэлектрического ка- нала и рассто ни  между электродами 6 и 8. По полученным данным определим удельную электропроводность жидкой среды , выраженной зависимостьюK2 coefficient depending on the cross-sectional area of the dielectric channel and the distance between electrodes 6 and 8. According to the obtained data, we determine the specific electrical conductivity of the liquid medium, expressed by the dependence

30thirty

а but

Ui -Уз Ki-K2 U2-UiUi -Uz Ki-K2 U2-Ui

Из последнего выражени  видно, что точность измерени  удельной электропро5 водности не зависит от стабильности параметров электронных блоков: генератора, аналого-цифрового преобразовател , а определ етс  только стабильностью образцового резистора 12 и геометрических посто нных Ki и К2.It is clear from the last expression that the accuracy of measuring the specific electrical conductivity does not depend on the stability of the parameters of the electronic units: the generator, the analog-digital converter, but is determined only by the stability of the reference resistor 12 and the geometric constant Ki and K2.

При разработке конструкции трансформаторного датчика следует учитывать погрешность , вносимую емкостью двойного сло  на границе раздела электрод - жид5 кость.When developing the design of a transformer sensor, one should take into account the error introduced by the capacity of the double layer at the interface of the electrode - liquid.

Задавшись величиной погрешности, можно определить конструктивные параметры трансформаторного датчика. Например , это можно сделать следующимGiven the magnitude of the error, you can determine the design parameters of the transformer sensor. For example, this can be done as follows.

0 образом. Задавшись площадью электродов 5эл и зна  удельную емкость двойного сло  Суд дл  выбранного материала электродов, можно определить его импеданс 0 way. Given the area of the electrodes 5el and knowing the specific capacitance of the double layer Court for the selected material of the electrodes, you can determine its impedance

52лт--5элСуд.52lt - 5elSud.

Коэффициент 2 по вл етс  из-за того, что надо учитывать вли ние емкостей двойного сло  на двух электродах.Coefficient 2 appears due to the effect of double layer capacitances on two electrodes.

Предположим, задавшись 5Эл 10 см Suppose, asking 5El 10 cm

ii

емкостью двойного сло  Суд -20 мкф/см и частотой 10 кГц, получим Z 0,159 Ом.the capacity of the double layer Court -20 microfarads / cm and a frequency of 10 kHz, we get Z 0.159 Ohms.

Если задать, что погрешность, обусловленна  емкостью двойного сло , не должна превышать 0,025%, то сопротивление столбика воды в трубке не должно быть меньше, чем Rb 636,6 Ом. Отсюда можно определить геометрическую посто нную, при этом берут наибольшую удельную проводимость, например 5,5 Сим/м:If you specify that the error due to the capacity of the double layer should not exceed 0.025%, then the resistance of the water column in the tube should not be less than Rb 636.6 Ohms. From here it is possible to determine the geometric constant, while taking the highest conductivity, for example 5.5 Sim / m:

кгде I - длина трубки;where i is the length of the tube;

S - площадь внутреннего сечени .S is the area of the inner section.

Так,при длине трубки I 5 см, диаметр внутреннего сечени  должен быть Ь 3,9 мм. iSo, with a tube length of 5 cm, the diameter of the internal cross section should be 3.9 mm. i

Claims (2)

1. Кондуктометр, содержащий трансформаторный датчик электропроводности с трансформаторами возбуждени  и измерени , дополнительной обмоткой, в цепь которой включен образцовый резистор, последовательно соединенный с ключом, вычислительное устройство и блок управлени , выходы которого подключены к управл ющим входам ключа, и вычислительное устройство, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений,1. A conductometer containing a transformer conductivity sensor with excitation and measurement transformers, an additional winding, the circuit of which includes an exemplary resistor connected in series with the key, a computing device and a control unit, the outputs of which are connected to the control inputs of the key, and a computing device differing from that, in order to improve measurement accuracy, диэлектрический канал трансформаторного датчика выполнен в виде двух соосных трубок , размещенных в одном корпусе с зазором одна относительно другой, транс5 форматоры возбуждени  и измерени  расположены на одной трубке, при этом на внешних концах соосных трубок установлены первый и второй полусферический электроды с центром в точке пересечени  осиThe dielectric channel of the transformer sensor is made in the form of two coaxial tubes placed in one housing with a gap relative to each other; the excitation and measurement transformers are located on the same tube, with the first and second hemispherical electrodes with the center at the intersection point of the axis at the outer ends of the coaxial tubes. 10 трубок с плоскост ми их внешних срезов, а в зазоре между трубками размещен третий полусферический электрод с центром в точке пересечени  оси трубок с второй плоскостью среза трубки, на которой10 tubes with planes of their external cuts, and in the gap between the tubes a third hemispherical electrode is placed with the center at the point of intersection of the axis of the tubes with the second cut plane of the tube, on which 15 расположены трансформаторы, причем обмотка трансформатора возбуждени  подключена к генератору, обмотка измерительного трансформатора - к входу аналого- цифрового преобразовател , выход15 transformers are located, the excitation transformer winding is connected to the generator, the measuring transformer winding is connected to the input of the analog-digital converter, the output 20 которого соединен с входом вычислительного устройства, а третий полусферический электрод соединен с общей клеммой переключател , две другие клеммы которого подключены к оставшимс  первому и второму20 of which is connected to the input of the computing device, and the third hemispherical electrode is connected to the common terminal of the switch, the other two terminals of which are connected to the remaining first and second 25 полусферическим электродам, а управл ющий вход к блоку управлени , выход блока управлени  подключен к входу аналого- цифрового преобразовател .25 to hemispherical electrodes, and a control input to the control unit, the output of the control unit is connected to the input of the analog-digital converter. 2. Кондуктометр по п. 1, о т л и ч а ю 30 щ и и с   тем, что с целью обеспечени  . работы в потоке жидкости, сферические электроды выполнены сетчатыми.2. The conductivity meter according to claim 1, about 30 and 30 so as to ensure. work in the flow of fluid, spherical electrodes are made of mesh. 1/one/ Фиг 2Fig 2
SU894652749A 1989-02-22 1989-02-22 Conductometer SU1659821A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894652749A SU1659821A1 (en) 1989-02-22 1989-02-22 Conductometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894652749A SU1659821A1 (en) 1989-02-22 1989-02-22 Conductometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1659821A1 true SU1659821A1 (en) 1991-06-30

Family

ID=21429755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894652749A SU1659821A1 (en) 1989-02-22 1989-02-22 Conductometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1659821A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР №568883,кл.С 01 N 27/02,1977 Авторское свидетельство СССР N° 949464, кл. G 01 N 27/02, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5479104A (en) Electrical sensor for determining the moisture content of soil
US3218863A (en) Pressure responsive apparatus
JP2003028900A (en) Non-contact voltage measurement method and apparatus
GB974197A (en) Improvements in electro-chemical integrator
SU1659821A1 (en) Conductometer
US6725554B1 (en) Electronic spirit level for measurement of inclination-execution of electric resistors and conductors
US2724798A (en) Apparatus for measuring characteristics of materials
US4275352A (en) Sea water conductivity cell
US3593118A (en) Apparatus for measuring the electrical conductivity of liquids having dielectric-faced electrodes
WO2008127041A1 (en) A miniature electrical conductance sensor using dual concentric ring-disk electrodes with a flat face
RU2365909C2 (en) Saline tester
RU2113694C1 (en) Device for measuring the conducting medium level
SU995035A1 (en) Device for checking electromagnetic characteristics of liquids with ferrous impurities
SU1057833A1 (en) Device for measuring salt content in liquid media
Tejaswini et al. Inductive-capacitive coupled probe for non-contact measurement of liquid conductivity
SU1552121A1 (en) Device for measuring specific electric conduction of liquid
SU658503A1 (en) Device for determining charge and electroconductivity of dielectric charged liquid
JPS58186017A (en) Level indicating device
SU1684724A1 (en) Liquid media conductivity meter
RU1835518C (en) Method for measurement of specific electrical conductivity of electrolytes
SU1150489A1 (en) Level indicator
SU883826A1 (en) Device for magnetic noise measuring
RU2027174C1 (en) Device for measurement of liquid electric conductivity
JPS55146059A (en) Measuring method of dielectric constant and its unit
RU2051375C1 (en) Converter of polarization resistance to measure corrosion rate in pipe-lines