Устройство для измерения удельной электропроводности жидкости

 

Изобретение относится к гидрофизическим измерениям и может быть использовано, в частности, для измерения тонкой стратификации вод океана и для динамического измерения электропроводности жидкости. Цель изобретения - повышение точности измерений - достигается путем уменьшения погрешности, обусловленной изменением размеров, формы и места расположения окружающих датчики предметов в процессе эксплуатации. Устройство для измерения удельной электропроводности жидкости содержит индуктивные датчики 1 и 2, генератор 3, измерительные преобразователи 4 и 5, блок 6 вычитания и регистратор 7. Выполнение датчиков и блок-схема измерительного преобразователя приводится в описании изобретения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l )5 G 01 R 27/02.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4313620/24-21 (22) 06.10.87 (46) 23.03.90. Бюл. И 11 (71 ) Институт электродинамики

АН УССР и Специальное конструкторскотехнологическое бюро Института элект-. родинамики АН УССР (72) B.A. Дерий (53 ) 621 .317.738 (088 ° 8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1056022, кл. G 01 R 27/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М- 1064190, кл. G 01 R 27/02, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ЗЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к гидрофизическим измерениям и может быть,Я0„„1552121 А1

2 использовано, в частности для измерения тонкой стратификации вод океана I и для динамического измерения электропроводности жидкости. Цель изобретения — повьппеиие точности измерений — достигается путем уменьшения лог решности, обусловленной изменением размеров, формы и места расположения окружающих датчики предметов в процессе эксплуатации. Устройство для измерения удельной электропроводности жидкости содержит индуктивные датчики 1 и 2, генератор 3, измерительные преобразователи 4 и 5, блок б вычитания и регистратор 7. Выполнение датчиков и блок-схемы измерительного преобразователя приводится в описании изобретения. 3 ил.

1552121

r1+

45 (2) Rg = Г и + re

1 ) где Вз.,В е с on ро тив лен ия объ емных витков первого и второго датчиков соот- 50 ветственно; сопротивление внутренней части объемного витка датчика 1; сопротивление внутрен- 55 ней части датчика 2; сопротивление внешней части объемныхr,n витков датчиков.

Изобретение относится к гидрофиэ ич еск им изме ре ниям и може т быть использовано в частности, для исследования тонкой стратификации вод оке" ана и для динамических измерений

5 элек троп ров однос ти жидк остей.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения погрешности, обусловлен-, ной изменением размеров, формы и места расположения окружающих датчики

1 предметов в процессе эксплуатации.

На фиг,1 показана блок-схема уст( ройс тва, на фиг . 2 — схема выполнения датчиков; на фиг. 3 — блок-схема измерительного преобразователя.

Устройство содержит индуктивные датчики 1 и 2, генератор 3, измерительные преобразователи 4 и 5 блок в го

6 вычитания и регистратор 7..

При этом входы датчиков 1 и 2 сое, динены с выходом генератора 3, кото( рыи соединен также с опорными входа ми измеритепьных преобразователей 25 (4 и 5, сигнальные вхопы которых сое, динены с выходами датчиков, выходы измерительных преобразователей сое, динены с соответствующими входами бло( ка 6 вычитания, выход которого сое динен с входом регистратора 7.

Устройство работает следующим, образом.

При погружении датчиков 1 и 2 в ( исследуемый раствор образуются объем . ные витки, проводимости которых про, порциональны удельной проводимости ! исследуемого раствора, Так как, изме1 рительные преобразователи 4 и 5,измеряют обратную величину, то на их выходах появляются сигналы, пропорци ональные сопротивлениям объемных витков, Эти сигналы поступают на входы блока 6, на выходе которого сигнал будет пропорционален удельному сопротивлению объемных витков R R ц ь(R, -R =r< — r, n = r, (1-n) 3 С, (1-и) (3) где и — удельное сопротивление исследуемой жидкости; (С вЂ” геометрическая постоянная

1 кварцевой трубки датчика 1.

Сигнал, пропорциональный уделЮному сопротивлению исследуемого раствора, с выхода блока 6 подается на регистратор 7.

На фиг.2 показано выполнение датчиков. Датчики 1 и 2 помещены в трубообразный кожух 8 иэ изоляционного материала, длина которого равна диаметру осреднения датчика. Кожух 8 разделен на две равные части перегородкой 9, выполненной из изоляционного материала. Кварцевые трубки 10 и 11 имеют различный внутренний диаметр. При погружении датчиков в исследуемый раствор образуются объемные витки, проходящие в датчике 1 через трубку 1 0 и полости 1 2 и

13, в датчике 2 — через трубку 11 и полости 14 и 15. Так как полости 12 и 13 равны по объему и форме полостям 14 и 15, то их сопротивления г в датчиках 1 и 2 равны. А внутренние сопротивления различны вследствие разных диаметров кварцевых трубок, Электрическое поле датчиков находится внутри кожуха 8 и, следовательно, окружающие предметы не влияют на выходной сигнал датчиков, ТемпеЯ ратурные изменения размеров полост ей 1 2-1 5 одинаковы в следств ие однородности материала и симметричности конст рук ции. Следовательно, будут одинаковы изменения сопротивления r

Ф 2) а значит разность сопротивлений объемных витков не будет зависеть от температурных изменений сопротивлений r . Перегородка 9 может отсутствовать если датчики расположены сравнительно далеко друг от друга так так, чтобы электрическое поле одного датчика не влияло на другое и наоборот. В этом случае сопротивление является общим для обоих датчиков .и оно образуется полостями 12-15. В этом случае окружающие предметы .могут находиться в полостях датчиков, Формула изобретения

Устройство для измерения удельной электропроводности жидкости, содержащее генератор, два индуктивных датчика, блок вычитания, измерительный преобразователь, опорный вход которого соединен с генератором, регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет. уменьшения погрешности из35 мерения, обусловленной изменением размеров, формы и места расположения окружающих датчики предметов в процессе эксплуатации, в него введен второй измерительный преобразователь, причем сигнальный вход каждого измерительного преобразователя соединен ! с выходом соответствуЬщего датчика, а опорный вход — с генератором, а выход — с соответствующим входом бло45 ка вычитания, выход которого соединен з с входом регистратора, при этой измерительные преобразователи выполнены так, что их выходные сигналы обратно пропорциональны. входньи, а датчики выполнены так, что имеют одинаковые сопротивления внешних частей

1 объемных витков и разные сопротивления внутренних частей. но так как сопротивление г являетй ся общим, то и влияние этих предметов будет одинаковым на объемные витки датчиков. Любые изменения формы корпуса также не влияют на результаты измерения в силу того, что сопротивление г является общим, На фиг.3 показана блок-схема измерительного преобразователя, Датчик 1 подключен индикаторной обмоткой 16 к сигнальному входу.измерительного преобразователя 4, на опорный вход которого подается напряжение U+ от генератора 3. Это же напряжение поступает на генераторную обмотку 17 датчика 1. Измерительный преобразователь включает в себя усилитель 18 неравновесия, образцовую меру 19, синхронный детектор 20,регулятор 21, коммутатор 22, индуктивный трансформаторный делитель 23. Вхрд усилителя 18 неравновесия связан с индикаторной обмоткой )6 датчика 1 и токовым зажимом образцовой меры 19, потенциальный зажим которой подсоединен к вторичной обмотке транс форматорного делителя 23. Выход усилителя 18 подсоединен к входу синхронного детектора 20, на опорный вход которого подается напряжение U< от генератора 3. Вых6д синхронного детектора 20 соединен с входом регулятора 1 (в качестве которого может быть использован реверсивный счетчик), выход которого подсоединен к регулирующему входу коммутатора 22, в качестве которого может быть использован, например, набор аналоговых ключей управляемых кодом, На опорный вход коммутатора подается

1напряжение U от генератора 3. Измерительный преобразователь работает следующим образом.

Выходной ток датчика I с индика- . торной обмотки 16 подается на вход усилителя 18 неравновесия, куда так же поступает эталонный ток 7 от образцовой меры 1 9. Разность этих токов усиливается усилителем 18 и преобразуется на выходе в напряжение, которое подается на сигнальный вход синхронного детектора 20, с выхода

552121 6 которого сигнал (например, в виде импульсов) подается на регулятор 21, который управляет коммутатором 22, 5 подключая необходимое количество витков первичной обмотки трансформаторного делителя 23 к генератору, приводя тем самьи схему в равновесие, при котором Х = I, . Чем больше сопротивление объемного витка, тем меньше выходной ток I в датчике 1, а значит эталонный ток I должен быть также уменьшен. Для этого необходимо увеличить количество витков первичной обмотки трансформаторного делителй 23 (уменьшить коэффициент трансформации), Количество витков,на которое подается напряжение, будет йропорционально выходному сигналу (коду) регулятора 21. Этот сигнал и является выходньм для данного измерительного преобразователя.

1 5521 21

Фиг Z бРГ 3

Сос тав итель В . С тукан

Редактор В, Бугренкова Техред A.Кравчук

Корректор В. Кабаций. аказ 328 Тираж 550 Подписное

НИИПИ Государственного комитета по изооретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

° w

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, 101