Устройство для градуировки первичных измерительных преобразователей удельной электрической проводимости
Изобретение относится к средствам метрологического обеспечения кондуктометрических измерений и может быть использовано для поверки и градуировки электродных первичных измерительных преобразователей удельной электрической проводимости (ПП УЭП). Цель изобретения - увеличение разрешающей способности при градуировке электродных ПП УЭП. Поставленная цель достигается путем создания в резервуаре двух объемов жидкостей, несмешиваемых, с четко выраженной границей раздела и имеющих разные электропроводности . Верхний объем заполняется жидким электролитом, нижний - металлом, температура плавления которого находится в интервале от -40 до +30°С. Устройство термостабилизировано при температуре, большей температуры плавления металла 1 ил. (Г С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР 9Qg " >. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ С QC (% С3 К АВторСКОМУ СаИД Т ЛЬСтВУ (21) 4705587/25 (22) 14,06.89 (46) 15,12.91, Бюл. ¹ 46 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро "Турбулентность" при Донецком государственном университете (72) С.Г.Личков (53) 537.311 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 785708, кл. 6 01 N27/02,,1980. Gregg M.Ñ., Meagher Т.В., Aagaard Е.Е„ Hess W.S. A salt stra .lfied tank for measuring the dynamic response of conductivity probes, — Journal of oceanic engineering, 1981, чо!. ОЕ6, ¹ 1100, р. 113 — 118. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ПЕРВИЧНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано для градуировки и поверки электродных первичных измерительных преобразователей удельной электрической проводимости, применяемых в химической промышленности, в исследованиях турбулентных потоков и морской кондуктометрии, Известен способ градуировки преобразователей пульсаций уделЬной электрической проводимости с помощью динамического эквивалента, Данный способ основан на периодическом введении в чувствительную зону преобразователя твердого тела, удельная электрическая проводимость которого отличается от удельной электрической проводимости среды, а по амплитуде и частоте сигнала реакции преоб„„ ДОДД 1698720 А1 (57) Изобретение относится к средствам метрологического обеспечения кондуктометрических измерений и может быть использовано для поверки и градуировки электродных первичных измерительных преобразователей удельной электрической проводимости (ПП УЭП). Цель изобретения — увеличение разрешающей способности при градуировке электродных ПП УЭП. Поставленная цель достигается путем создания в резервуаре двух обьемов жидкостей, несмешиваемых, с четко выраженной границей раздела и имеющих разные электропроводности. Верхний объем заполняется жидким .электролитом, нижний — металлом, температура плавления которого находится в интервале от — 40 до +30 С. Устройство Я термостабилизировано при температуре, большей температуры плавления металла. 1 ил. C разователя судят î его градуированной характеристике. Градуировка по этому способу позволяет получить амплитудные частотные характеристики только преобразовательного элемента — средства измерений удельной электрической проводимости, а не его чувствительного элемента, которым является первичный измерительный преобразователь удельной электрической проводимости. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для градуировки первичных измерительных преобразователей удельной электрической проводимости (ПП УЭ П), содержащее термастат, помещен н ый в термостат вертикальный цилиндрический резервуар, механизм перемещения ПП УЭП 1698720 и помещенную в вертикальный цилиндрический резервуар проводящую среду, включающую две горизонтальные зоны с различными удельными электрическими проводимостями, например зоны с разной 5 температурой, разной соленостью и др, Недостаток данной конструкции — невозможность получения четкой границы зон с различной электропроводностью и, как следствие, неопределенность показаний 10 при градуировке электродных ПП УЭП на границе раздела. Цель изобретения —. повышение разрешающей способности устройства при градуировке электродных ПП УЗП с 15 последовательно расположенными вдоль продольной оси электродами. На чертеже изображена функциональная схема устройства для градуировки первичных измерительных преобразователей 20 (П П) удел ь ной электрической проводимости . (УЭП). Устройство содержит первичный преобразователь 1 удельной электрической проводимости (ПП УЭП}, вертикальный цилиндрический резервуар 2, обьемы проводящей среды верхний 3 и нижний 4, электроды 5 ПП УЭП, параллельные границе раздела объемов 3 и 4, устройство 6 перемещения с координатным отсчетным устройством. На чертеже также обозначены поперечные плоскости 7 ПП УЗП и ось 8 симметрии, измеритель 9 и регистратор 10. Объем 3 заполнен жидким электролитом, объем 4 — >кьГдким металлом с температурой плавления от -40 до +30 С. В начальном положении поперечная плоскость 7 и ось 8 симметрии чувствительной зоны первичного измерительного преобразователя 1 совмещены с поперечной плоскостью 7 и осью 8 симметрии верхнего объема 3 проводящей среды. Выход первичного преобразователя 1 соединен с измерителем 9, выход которого подключен к регистратору 10. При этом вертикальный цилиндрический резервуар 2 помещен в термостат (не показан). Устройство работает следующим образом, Закрепляют ПП УЭП 1 в механизм 6 перемещения, снабженный координатным устройством, и помещают в верхний объем 3 проводящей среды, помещенный в вертиKBJlbHblA цилиндрический резервуар 2, расположенный в термостате. Для установки первичного измерительного преобразователя (ПИП) в начальное положение совмещают поперечную плоскость 7 и ось S симметрии чувствительной зоны с поперечной плоскостью 7 и осью 8 симметрии верхнего объема 3 проводящей среды, причем последний заполнен жидким электролитом. Нижний объем 4 заполнен жидким металлом с температурой плавления, меньшей температуры, поддерживаемой в термостате. Наиболее применим в качестве жидкого эквипотенциального обьема металлический галлий, удельная электрическая проводимость(УЭП) которого приблизительно в 10 раз больше УЭП морской воды. Соответственно, сопротивление некоторого обьема галлия приблизительно в 10 раз меньше сопротивления такого же объема морской воды. В начальном положении ПП УЗП измеряют первое значение функции изменения выходного сигнала Uz(Z} измерительного преобразователя (ИП) при ограничении тыльной области чувствительной зоны ПП УЭП 1, по которому с помощью статической xàðàKòåpèñTèêè преобразования ИП g =4(Ug}), значения кондуктивной постоянной К ПП УЭП 1 и значения УЭП у, верхней зоны проводящей среды определяют первое значение функции распределения кондуктивной постоянной преобразователя в его тъ льной области T(Z) по следующему соотношению: T(Z) = Ку./Ф(02 I z)), где Ф- знак функции преобразования; Z — координата границы раздела верхнего 3 и нижнего 4 обьемов проводящей среди. Величину координаты Z определяют с помощью координатного устройства. Так как жидкий электролит и жидкий эквипотенциальный объем, например галлий, несмешиваемы, то граница раздела неизменна, После этого ПП УЭП 1 перемещают верти- ° кально вниз до совмещения поперечной плоскости 7 симметрии чувствительной зоны с границей раздела верхнего 3 и нижнего 4 объемов проводящей среды. При этом сопротивление фронтальной области ПП УЭП 1 остается практически неизменным, а сопротивление тыльной области послойно уменьшается из-за того, что сопротивление галлия в 10 раз меньше сопротивления 6 морской воды, При перемещении первичного преобразователя вертикально вниз через определенный шаг производится измерение значения функции Uz(Z), по каждому значению которой определяют значение функции распределения кондуктивной постоянной преобразователя в его тыльной области T(Z). После этого возвращают ПП УЭП 1 в начальное положение и переориентируют в вертикальной плоскости на 180, В этом положении измеряют первое значе1б98720 10 ние функции изменения выходного сигнала О!(2) при ограничении фронтальной области чувствительной зочы ПП УЭП 1, по которому определяют первое значение функции распределения кондуктивной постоянной ПП УЭП 1 в его фронтальной области F(Z) по следующему соотношению: F(2) К о/Ф(01 (z )), Повторяют градуировку при тех же пространственных соотношениях до совмещения поперечной плоскости 7 симметрии чувствительной зоны ПП УЭП 1 с границей раздела верхнего 3 и нижнего 4 объемов проводящей среды. В чувствительной зоне электродных ПП УЭП 1 с последовательно расположенными вдоль продольной оси электродами линии тока протекают практически параллельно его оси симметрии. Поэтому в этих ПП УЭП 1 сопротивления параллельных слоев, расположенных перпендикулярно оси симметрии преобразователя, соединены последовательно, а УЭП вЂ” параллельно. После определения функции распределения кондуктивной постоянной ПП в его фронтальной F(Z) и в его тыльной T(Z) областях для градуируемого ПП определяют переходные функции h(Z, ф) для различных по величине ступенчатых относительных изменений УЭП, перпендикулярная оси симметрии преобразователя плоская граница которых последовательно располагается до + оО по следующим соотношениям: К-F Z К+ — 1 Е 2 при2 0 О+ж "" где р - отношение УЭП после ее ступенча тогоизменения кисходномузначениюУЭП. По переходным функциям ПП УЭП с помощью дифференцирования определяют их импульсные переходные функции, по которым с помощью прямого преобразования Фурье определяют амплитудные Н(К, P ) и фазовые у(КД частотные характеристики ПП, где K- волновое число, равное отноше15 45 нию частоты пульсаций УЭП к скорости набегающего потока. Наиболее распространенными неоднородностями УЭП в гидродинамических измерениях являются плоские горизонтальные прослойки, толщина которых значительно меньше их горизонтальных размеров. Функции пространственного разрешения P(Y, О), под каждой из которых понимают относительную минимальную погрешность измерения разности УЭП однородной плоской прослойки и остальной однородной среды, для градуируемый ПП УЭП 1 определяются при F(0) = Т(0) по следующему соотношению: Р(у p) 2КΠ— — + т (2) при Y 0, где Y — половина толщины однородной прослойки; . Π— отношение значения УЭП плоской прослойки к значению УЭП остальной среды. Формула изобретения Устройство для градуировки первичных измерительных преобразователей удельной электрической проводимости, содержащее . термостат, помещенный в термостат вертикальный цилиндрический резервуар, меха-, низм перемещения первичного измерительного преобразователя и помещенную в вертикальный цилиндрический резервуар проводящую среду, включающую две горизонтальные зоны с различными удел ьн ы ми электрическими и роводимостями, причем верхняя эона проводящей среды представляет собой объем жидкого электролита, отличающееся тем,что, с целью увеличения разрешающей способности при градуировке электродных первичных измерительных преобразователей с последовательно расположенными вдоль продольной оси электродами, нижняя зона проводящей среды выполнена в виде жидкого эквипотенциального объема, заполненного металлом с температурой плавления от -40 до +30 С. Составитель Ю.Коршунов Редактор М,Петрова Техред M,Моргентал Корректор O,Kðàâöoaà Заказ 4389 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент",.г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
