SU879429A1 - Кондуктометр - Google Patents

Description

54) КОНДУКТОМЕ ТР

1

Изобретение относитс  к приборам дл  измерени  концентрации электропроводных растворов и газов, а также электропроводности жидкостей и газов.

Кондуктометр может быть применен в нефтеперерабатывающей, нефтехими- ческой, химической и других отрасл х прогу1ышленности.

Известен кондуктометр, использующий резонансные методы измерени  электропроводности ij.

Такой кондуктометр имеет узкий диапазон измерени  концентраций электропроводных жидкостей. Чтобы расширить диапазон чувствительности, необходимо измен ть резонансную частоту контура измерительной  чейки, что ведет к усложнению прибора и его эксплуатации.

Известен кондуктометр, содержащий кольцевую кювету, котора   вл етс  элементом св зи двух контуров, настроенных на частоту внутреннего генератора , внутренний генератор, питающий контур, подключенный к генератору , измерительный контур, подключен-. ный к регистрирующей схеме 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  сложность конструкции датчика , а также малый уровень выходного сигнала на измерительном контуре что требует регистрирующей схемы с большим по величине и стабильньвд по температуре коэффициентом усилени .

Минимальна  измер ема  электропроводность исследуемого раствора ограничиваетс  в этом случае величиной внутренних шумов усилител  регистрирующей схемы, а также величи10 ной паразитных наводок сигнала с питающего контура на измерительный. Это сужает диапазон измер емых концентраций исследуемых жидкостей. Уменьшение паразитных наводок тре15 бует изготовлени  сложных экранов, которые должны быть разъемными дл  обеспечени  технического обслуживани  устройства, и следовательно, затрудн етс  полное экранирование .

20

В известном устройстве существует нелинейна  зависимость между концентрацией исследуемой жидкости и напр жением, снимаемым с измерительного контура, следовательно, градуи25 ровка шкалы прибора будет также нелинейной , что вызывает дополнительную погрешность показаний измер емой величины.

Цель изобретени  - расширение диапазона измер емых концентраций жид30

костей, упрощение конструкции, повышение точности и линейной шкалы прибора .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в колебательный контур введена положительна  обратна  св зь с питающего генератора, последовательно с колебательным контуром включено посто нное сопротивление, а вход усилител  подключен параллельно указанному сопротивлению. Колебательный контур и сопротивление образуют делитель с переменным коэффициентом , который определ етс  проводимостью исследуемой жидкости в кювете , а выходное напр жение пропорционально величине падени  напр жени  на сопротивлении.

На фиг.1 изображена принципиальна  схема предложенного устройства) на фиг,2 его эквивалентна  схема.

Кондуктометр имеет кювету 1, содержащую раствор, параллельный колебательный контур 2, индуктивно св занный с кюветой питающий генератор 3, обмотку положительной обратной св зи 4, соединенную с генератором и индуктивно св занную с колебательным контуром, посто нное сопротивление 5, включенное последовательно с колебательным контуром, усилитель 6, вход которого подключен к сопротивлению , а выход к индикаторному прибору 7.

Предложенный кондуктометр работает следующим образом.

Переменное напр жение с генератора 3 поступает на делитель напр жени , образованный контуром 2 и сопротивлением 5. Напр жение с сопротивлени  5 поступает на вход усилител  бис выхода усилител  на индикаторный прибор 7, шкала которого проградуирована в процентах концентрации. Контур 2 настраиваетс  на частоту колебаний генератора 3, причем величина резонансного сопротивлени  контура зависит от напр жени , поступающего в контур с обмотки положительной обратной св зи 4, чем больше напр жение положительной обратной св зи в обмотке 4, тем больше резонансное сопротивление контура.

Величину напр жени  положительной обратной св зи обмотки 4 можно подобрать таким образом, чтобы резонанс ,ное сопротивление контура 2 стало рано бесконечности.

В этом случае напр жение генератора на сопротивление 5 будет равно нулю. Если теперь стабилизировать выходное напр жение и частоту генератора 3, то в отсутствии исследуемой жидкости в кювете 1 резонансное сопротивление контура 2 будет оставатьс  бесконечно большим.

После заполнени  кюветы 1 исследуемой жидкостью в контур 2 будут внситьс  короткозамкнутым витком, образованным исследуемой жидкостью в кювете 1, который индуктивно св зан с контуром 2, дополнительные потери, что приведет к уменьшению эквивалентного резонансного сопротивлени  контура 2 и к по влению напр жени  на сопротивлении 5.

Величина напр жени  на сопротивлении будет тем больше, чем меньше эквивалентное резонансное сопротивление контура 2, а величина эквивалентного резонансного сопротивлени  кон-тура 2 будет тем меньше, чем больше проводимость исследуемой жидкости в кювете 1,так как с увеличением проводимости исследуемой жидкости уменьшитс  сопротивление короткозамкнутого витка, образованного кюветой 1, что приведет .к, увеличению потерь, вносимых в контур 2, который индуктивно св зан с кюветой 1.

Таким образом, при отсутствии исследуемой жидкости в кювете 1, напр жение обратной .св зи на обмотке 4 устанавливают таким, чтобы напр жение на сопротивлении 5 стало равно нулю, что будет соответствовать бесконечно большому резонансному сопротивлению контура 2. Величина же сопротивлени  5 выбираетс  в зависимости от измер емого диапазона проводимости исследуемой жидкости.

Если исследованию подлежит жидкость с малой удельной проводимостью то эквивалентное резонансное сопро-тивление контура 2 при наличии потерь вносимых в контур 2 короткозамкнутым витком, образованным кюветой 1 с этой жидкостью, может достигать большой величины. Чтобы в этом случае получить напр жение на сопротивлении 5 достаточное дл  измерени ,его необходимо выбрать достаточно большим. И наоборот, еслиисследованию подлежит жидкость с большой удельной проводимостью , величина сопротивлени  5 должна быть малой.

Введение обмотки положительной обратной св зи. 4 в контур 2 позволило значительно расширить пределы изменени  величины сопротивлени  5 по сравнению с входным резонансным сопротивлением измерительного контура прототипа, что позволило измер ть проводимости исследуемой жидкости значительно меньших величин, упростило конструкцию и обслуживание датчика при его эксплуатации.

На основании эквивалентной схемы ( см фир.2) можно записать

R

(1)

rftUR

0 где Ugj,,напр жение генератора на

сопротивлении 5, Uj-r напр жение генератора; R - величина сопротивлени  5 Rp- эквивалентное.резонансное

сопротивление контура.

Эквивалентное сопротивление контура определ етс  по формуле

,- ,

(2) Т V где RQ- резонансное сопротивление контура; сопротивление жидкости в кювете 1 , п - число витков катушки индуктивности контура 2. Из формул 1 и 2 видно, что с увеличением сопротивлени  исследуемой жидкости RY в кювете 1 будет увеличиватьс  величина эквивалентного соп ротивлени  контура RP что приведет к уменьшению напр жени  сопро тивлении 5, и индикаторный прибор 7 покажет уменьшение концентрации и, наоборот, при уменьшении сопротивлени  исследуемой жидкости Ry уменьшитс  Rp, что приведет к увеличению индикаторный прибор 7 покажет увеличение концентрации жидкости в кювете 1. Дл  получени  линейной зависимости изменени  величины падени  напр жени  на сопртивлении 5 от величины сопротивлени  исследуемой жидкости в колебательный контур 2 введена положительна  обратна  св зь 4 с генератора 3. Величина положительной обратной св зи 4 контура 2 с генератором 3 выбираетс  таким образом, чтобы , при отсутствии исследуемой жидкости в кювете 1 резонансное сопроти ление контура 2 стремилось к бесконечности . После заполнени  кюветы 1 исследуемой жидкостью величина экви валентного сопротивлени  контура Rp определитс  из выражени  (2). При условии, что , перейд  к пределу , напр жение на сопротивлении 5 определитс  из формулы (1) ВЫХ Г Величину сопротивлени  R всегда можно выбрать таким образом, чтобы имело место неравенство R Так как проводимость исследуемой жидкости пр мо пропорциональна ее концентрации, то обозначив-IJRy-C), бу дем иметь и и - Bbix г где GY - концентраци  исследуемой жидкости в кювете 1.

Claims (2)

1. Следовательно, имеет место линейна  зависимость изменени  выходного напр жени  от концентраций исследуемой жидкости в кювете 1: JBb., Где 5. посто нна  величина, определ ема  напр жением генератора и параметрами датчика. В кондуктометре расширен диапазбн измер емых концентраций жидкостей в сторону маль1у концентраций за счет устранени  паразитных наводок сигнала генератора- на вход усилител . За счет устранени  системы индуктивно св занных (через кювету контуров упрощена конструкци  прибора, повышена надежность его работы, Получение линейной градуировки шкалы прибора уменьшает погрешность отсчета по шкале, а следовательно, уменьшает сумгларную погрешность измерени . Формула изобретени  Кондуктометр, состо щий из кюветы с исследуемой жидкостью и измерительной схемы, содержащей питающий генератор, колебательный контур, индуктивно св занный с кюветой, и усилитель с индикаторным прибором, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона измер емых концентраций исследуемых жидкостей, получени  линейной шкалы прибора, упрощени  конструкции и повышени  точности измерени  в колебательный контур введена положительна  обратна  св зь с питающего генератора, последовательно с колебательным контуром включено посто нное сопротивление , а вход усилител  подключен паграллельно указанному сопротивлению. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Лопаткин Б.А. Кондуктометри , Новосибирск, Сибирское отделение АН СССР 1964, с, 254.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2419882/18-25, кл. G 01 N 27/02, 1977.

   Подача исследуемой udifocmu

   i

   Фиг.1