SU824004A1 - Кондуктометр периодического сравнени - Google Patents

Description

(54) КОНДУКТОМЕТР ПЕРИОДИЧЕСКОГО СРАВНЕНИЯ

. Изобретение относитс  к физико-хи ическим исследовани м и .может быть юпользовано дл  измерений параметров технологически .процессов по эле тропроводности, например концентрации растворов электролитов и электропровод щих суспензий, .Известно устройство, основанно.е н методе периодического сравнени , содержащее- датчик, коммутатор, интег . „ ратор, компаратор и цифровой, при бор l, Недостаток устройства состоит в том, что в нем использован принцип пр мого преобразовани , а не уравновешивани , что не позвол ет получать высокую точность измерени  электропроводности . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  кон дуктометр, содержащий генератор, датчик и измерительный преобразователь. Датчик в свою о-чередь содержит два канала: измерительный канал, в коточ ром измер ема  электропроводность контролр|руемой среды преобразуетс  .в выходной сигнал датчика и канал сравнени , в котором рабоча  мета также преобразуетс  в выходной сигнал датчика . Эти два сигнала поступают на выход датчика последовательно друг за другом в виде пакетов. При расхож дении значений электропроводности и рабочей /меры амплитуда сигнала в пакетах на выходе датчика различна, Синал на выходе датчика аналогичен амплитудно-модулированному сигналу ир моугольными импульсами. Амплитуда модул ции пропорциональна разности значений электропроводности и рабочей меры. Модулированный сигнал с выхода датчика поступает на измерительный преобразователь, который усиливает его, вьщел ет сигнал с амплитудой модул ции и преобразует его. Преобразование состоит в том, что сигнал с амп.питудой модул ции управл ет рабо- . чей мерой, привод  ее значение к зна|Чению измер емой электропроводности. При этом в момент рав.еиства значешгй амплитуда модул ции равна нулю(поло .жеготе урав овашива щ 1 и по значению меры суд т .0 зиачешш электропроводности . Отноше1ше амплитуды модул ции к разности значений измер емой электропроводности и раббчей меры вблизи положении уравновешивани  нредставл ет собой чувствительность кондуктометра периодического сравнени  2. При использовании электропроводности в качестве параметра контрол  технологических процессов возникан т жесткие требовани  к точности измерений электропроводности контролируемой среды, так как от этого завис т потери полезного компонента, с уменьшением точности потери растут. Точ-. ность кондуктометра периодического сравнени  зависит от eiro чувствительности , от факторов, внос щих искаже1ше формы .сигнала модул ции, и, .от отношени  амплитуды модул ции к амплитудё несущего сигнала глубины модул ции , от которой зависит точность последующего преобразовани  и точность приведени  рабочей меры к значению электропроводности. Однако при расщирении диапазона из мерений электропроводности точность измерений кондуктометра значительно сшисаетс . : Основной причиной этого  вл етс  то, что при измерении электропроводности в широком диапазоне, чтобы избежать искажени  сигнала, коэффициент усилени  измерительного преобразовател  снижают в несколько раз. Это .. приводит к снижению чувствительности кондуктометра и его точности. По этой же причине указываетс  невысокой амплитуда модул ции. Небольшой  вшгетс  и глубина модул ции, и сигнала в измерительном преобразователе, что в целом приводит к снижению точности преобразовани  и точности регулировани  рабочей пары, а следовательно, и точность измерегш  электропроводности Цель изобретени  - повы гение точности измерени  в широком диапазоне. Поставленна  цель достигаетс  тем что .в кондуктометре, содержащем гене датчик и измерительный преобра ратор. зователь, дополнител-хьно установлены компрессор и детектор-ограгшчнтель, причем вход компрессора подключен к выводу выкод компрессора под клю ек к входу детектора-ограничйтел 

Claims (2)

1. сительно друга на 180°. Амплитуда напр жени  в пакетах канала электропроводности пропорциональна проводимости канала электропроводности, а в каа выход детектора-ограничител  подключен к входу измерительного преобразовател . - . На фиг, 1 представлена структурна  схема кондуктометра; на фиг. 2прииципиальна  схема кРмпрессора; на фиг. 3 - принципиальна  схема-детектора-ограничител . Кондуктометр содержит генератор I синусоидальных колебаний несущей частоты , коммутирующий их на два выхода датчик 2, имеющий два канала: электропроводности и канал рабочей меры, компрессор 3, детектор-ограничитель 4. и. измерительный преобразователь 5 . Кондуктометр работает следующим образом.- . Напр жение несущей частоты поступает с выходов генератора периодически на два канала датчика в виде пакетов . Частота следовани  пакетов равна частоте коммутации генератора (эпюры напр жени  на фиг. 1).Пакеты в каналах датчика сме1|ены друг .отнонале рабочей меры - пропорциональна проводимости канала рабочей меры Сигнал на выходе датчика имеет вид сигнала, модулированного по амплитуде. Частота модул ции - это частота следовани  пакетов. Амплитуда модул ции Uj-rt равна разности ймплитуд двух соседних пакетов, т.е пропорциональна разности проводимостей каналов датчика . Если амплитуда модул ции равна нулю, то проводимости каналов равны и значение рабочей меры равно значению электропроводности контролируемой среды, в которую помещен датчик. С выхода датчика сигнал поступает на вход компрессора. Компрессор 3 может быть выполнен на операционном усилителе ОУ1 (фиг.2), В цепь отрицательной обратной св зи усилител  вгшючен фоторезистор оптрона VI. Сигнал с ОУ1 поступает на инерционное звено (ИЗ) и далее на усилитель мощности /
2. 2. Вэмиттерную цепь V2 включенизлучатель оптрона VI. При изменении сигнала датчика в ре- . зультате изменени  электропроводности контролируемой среды,, измен етс  сигнал на выходе усилител  ОУ1 с К|и,до д Ug ВДб К - его коэффициент усилени . Изменение амплитуды сигнала 5. 8 на входе V2 вызывает изменение тока в его эмиттерной цепи, т.е. в цепи из .лучател  оптрона VI, -что приводит к изменению сопротивлени  фоторезистора установленного в цепи отрицательно обратной св зи ОУ1 и коэффициента усилени  ОУ1. Изменение коэффициента усилени  ОУ1 происходит таким образом , что при уменьшении сигнала на входе ОУ1 коэффициент возрастает и наоборот. Т.е. при изменении сигнала датчика усилитель компрессора измен ет , коэффициент усилени  до величины К2 так, что K2LI2 U. Таким образом , амплитуда сигнала на выходе компрессора оказываетс  практически на одном уровне. Инерционное звено (из) введено в компрессор дл  того, чтобы компрессор не реагировал на изменение амплитуды в соседних пакетах и не нарушал  влени  модул ции сигнала . Посто нна  времени звена 1ц значительно больше периода модул ции Tg, . С выхода Компрессора сигнал поступает на вход детектора-ограничител  4. Детектор 4 может быть выполнен как линейный детектор на операционном усилителе ОУ2 (фиг.З). Сигнал с выхода компрессора поступает на инверс ный вход ОУ2. На другой инверсный вход поступает напр жение отсечки UQ с делител . На выходе детектора-ограничител  4 детектированный сигнал имеет амплитуду 1) U - UQ. Опорное напр жение установлено таким, что вблизи положени  уравновешивани  выполн етс  равенство 0 Uj К, где Ккоэффициент усилени  усилител  ОУ1 и глубина модул ции сигнала на выходе равна едини де тек тора-ограничител  S 1, а сигнал датчика имеет глубину модул ции значительно мен ,k Uwk,, ше единицы Ug U U.Uo Сигнал с выхода детектора-ограничител  4 поступает -на вход измерЪтеп ного преобразовател  5, который уси ливает сигнал детектора 4.преобразует его в управл ющее воздействие на рабочую меру, а затем п1реЬбраэует значение рабочей меры в выходной унифицированный сигнал кондуктометра, по которому суд т о значении электропроводности контролируемой среды. Повышение точности кондуктометра в широком диапазоне измерени  электроироводиости достигаетс  тем, что при изменении сигнала датчика в широких пределах сигнал компрессора имеет практически незначительное изменение по амплитуде. Поэтому коэффициент усилени  измерительного преобразовател  выбран наибольшим, а его чувствительность максимальной. Ввиду того, что детектор-ограничитель позвол ет получать сигнал с глубиной модул ции равной единице измерительный преобразователь имеет наибольшую Чувствительность к сигналу модул ции,преобразует его с наименьшими помехами и осуществл ет более точное регулирование рабочей меры. Повышение чувствительности измерительного преобразовател  и точности регулировани  рабочей меры позвол ют повьш1ать точность измерени  электропроводности контролируемой среды. Формула изобретени  Кондуктометр периодического сравнени , содержащий генератор, датчик и измерительный преобразователь, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  измерений @ в широком диапазонё Ш него введен Kdii npeccop и детектор-ог.раничиТель, причем вход компрессора подключен к выходу датчика,выход компрессора - к входу детектора-ограничител , а выход детектора-ограничител  к входу измерительного преобразовател . Источники информации, .прин тые во внимание при экспертизе 1.Ориатский П. П. и Скрипник Ю.А. Измерительные приборы периодического сравнени . М., Эиерги , 1975, с. 74.2 .Авторское свидетельство СССР 596871 кл. С 01 N 27/02, 1976.