Устройство для определения содержания компонента в растворе

 

Изобретение относится к технике измерений с помощью СВЧ. Цель изобретения - расширение диапазона значений измеряемого параметра и i сокращение времени измерений. Устройство для определения содержания компонента в растворе содержит волноводный мост 2, входное плечо которого соединено с выходом СВЧ-генератора 1 в одном из боковых плеч установлена эквивалентная нагрузка А, в другом - измерительная ячейка 3, а к плечу разностного сигнала последовательно подключены детектор 5, компаратор 6 напряжения, вход опорного сигнала соединен с выходом источника 7 опорного напряжения, запирающий диод 8, разделительный конденсатор 9, усилитель 10 и индикатор 11. Мост 2 предварительно настраивается на равновесие при помещении в ячейку 3 чистого растворителя, при изменении свойств вещества, помещенного в ячейку 3, появляется сигнал разбаланса, являющийся мерой этого изменения. В случае значительного превышения сигнала разбаланса величины опорного налряжения на выходе компаратора 6 появляется напряжение, постоянная составляющая которого смещает запирающий диод 8, уменьшая его сопротивление , в результате чег.о напряжение переменной составляющей не попадает на усилитель 10, что предохраняет усилитель 10 от перегрузок. 1 ил. еиэ г«п О М ел Ј&

СОЮЗ СОВЕТСН Х

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PEvflYBЛИК.ЛО,:: 1707514

Щ)з С 01 И 22/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fXHT СССР Г=

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 4672059/09 (22) 04.04.89 (46) 23 01 92. Бюл. Н 3 (71) Киевский технологический институт пищевой промышленности (72) Б.Н. Гончаренко и Г.К. Рыбалко (53) 621.317.37 (088.8) (56) Бензарь В.К. Техника СВЧ-влагоиетрии. - Минск: Высшая школа, 197

974 с. 248, рис. 184. брандт А.А. Исследование диэлектриков на СВЧ. - М.: Г1ФМЛ, 1963, с. 234, mc. 1 5. (54) УСТРОЙСТВО ДЛх ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КОМПОНЕНТА В РАСТВОРЕ (57) Изобретение относится к технике измерений с помощью СВЧ. Цель . изобретения - расширение диапазона значений измеряемого параметра и сокращение времени измерений. Устройство для определения содержания компонента в растворе содержит волноводный мост 2, входное плечо которого соединено с выходом СВЧ-генератора 1 в одном из боковых плеч уста2 новлена эквивалентная нагрузка 4, в другом - измерительная ячейка 3, а к плечу разуостного сигнала последовательно подключены детектор 5, компаратор 6 напряжения, вход опорного сигнала соединен с выходом источни-. ка 7 опорного напряжения, запирающий диод 8, разделительный конденсатор 9, усилитель 10 и индикатор l1. Мост 2 предварительно настраивается на равновесие при помещении в ячейку 3 чистого растьорителя, при изменении свойств вещества, помещенного в ячейку 3, появляется сигнал разбаланса, являющийся мерой этого изменения.

В случае значительного превышения сигнала разбаланса величины опорного напряжения на выходе компаратсра 6 погаляется напряжение, постоянная составляющая которого смещает запирающий диод 8, уменьшая его сопротив ление, в результате чего напряжение переменной составляющей не попадает на усилитель 10, что предохраняет усилитель 10 от перегрузок. 1 ил.

17О751 .Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может использоваться в пищевой промышленности.

Цель изобретения - расширение ди5 апаэона измеряемых значений компонента и сокращение вреиени измерений.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для определения содержания компонента в растворе.

Устройство для определения содержания компонента в растворе содержит

СВЧ-генератор 1, волноводный мост 2 с измерительной ячейкой 3 в боковом плече и эквивалентной нагрузкой 4 в другом плече, детектор 5 в плече раэностного сигнала, компаратор 6 напряжения, источник 7 опорного нап- 2р ряжения, запирающий диод 8, разделительный конденсатор 9, усилитель 1О и индикатор.

Устройство работает следующим образом. 25

Напряжение от СВЧ-генератора 1 поступает на входное плечо волноводного моста 2, используемого в качестве компар атора на гру зок в боковых плечах моста 2, создаваемых измеритель- 3О ной ячейкой 3 и эквивалентной нагрузкой 4. B плече раэностного сигнала моста 2 сигнал возникает только при ° различии нагрузок в боковых плечах.

Если нагрузка моста 2, создаваемая потерями СВЧ-энергии в измерительной ячейке ? с исследуемым растворои, равна эквивалентной регулируемой нагрузке 4, то сигнал в плече разностного сигнала моста 2 отсутствует. В случае их неравенства сигнал в плече разностного сигнала появляется, и при этом его величина характеризует степень неравенства нагрузок в боковых плечах. Если мОст 2 перВОначальHo НВсТро 4 ить, регулируя нагрузку 4 на равновесие, при котором нагрузки плеч равны (раэностный сигнал отсутствует) и при котором в измерительной ячейке 3 находится чистый растеоритель, то

50 при изменении свойств раствора в измерительной ячейке 3, например, за счет изменения содержания компонента величина сигнала,е плече разностного сигнала моста ? будет мерой этого изменения, что позвол,ет измерять со-, 55 держаниь коипо ента в оастворе. Измерительный разнос тный сигнал СВЧ поступае на детектор 5, на котором выделяется низкочастотная информационная измери1ельная составляющая, поступающая на компаратор 6 напряжения, где она сравнивается по величине с Опорным напряжением регулируемого источника 7, и далее г. выхода коипаратора 6 через разделительный конденсатор в виде переменной составляющей измерительного напряжения подается на вход усилителя 1Р Постоянная составляющая выходного напряжения компаратора 6 е описанном режиме измерения запирает диод 8, смещая его переход обратно так, чтобы его сопротивлением было высокии. Благодаря этому иэиерительная переие ная составляющая напряжения приложена по входу усилителя 1П, который усиливает ее до величины, достаточной для приведения е действие индикатора 11 со шкалой, по деле .иям которой судят о содержан ии компонента в растворе.

Если в измерительной камере 3 будет находиться другое вещество, то для измерений содержания компонента опять требуется предварительно по чистому растворителю настроить мост

2 на равновесное состояние, регулируя нагрузку 4, а затем и диапазон измерений изменить с поиоц ью источника

7 опорного напряжения, регулируя величину его выходного напряжения.

Если е измерительной ячейке 3 моста

2, настроенного на диапазон работы с определенным веществом, освободить измерительную ячейку 3, что бывает после измерения содержания компойента в данной пробе раствора вещества перед следующим измерением, то в волноводном мосте 2 наступает максимальное неравенство нагрузок боковых плеч, как при пустой измерительной ячейке 3 условия затухания в ней суц ественно отличается от прежних, а эквивалентная нагрузка остается прежней. Это,приводит к появлению е плече разностного сигнала максииальной величины, который многократно превышает измерительный разностный сигнал и выходит за пределы диапазона изиерений, установленного величиной опорного напряжения на входе компаратора 6. На выходе компаратора 6 появляется напряжение как результат приложения к входу превышаюцего диапазона разностного сигнаг1а, постоянная составляющая которого е этом случае

1707514

Формула из обре те имя

Составитель P. Кузнецова

Редактор Н. Лазаренко Техред д.сердюкова Корректор И. Самборская Заказ 263 Подписное

Тираж

ВНИИПИ Государ -,венного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", t-.Óæãoðoä, ул.Гагарина, 191 смецает запирающий диод 8 прямо, уменьшая его сопротивление, в результате чего выход компаратора 6 оказывается соединенным с общей точкой схемы, и напряжение переменной составляюц ей не попадает на вход усилителя 1, который по переменной составляющей оказывается тоже соединенным с общей точкой схемы и отсоединен-10

HblM от разностногo сигнала. Это устраняет возможную перегрузку усилителя 10 по входу v, предохраняет его.

Если теперь заполнить измерительную ячейку 3 раствором с содержанием 15 компонента в пределах диапазона измерения, то сигнал в плече разностного сигнала моста 2 опять отражает содержание компонента, а весь измерительный тракт разностного сигнала, состоящий из детектора 5, компаратора 6 с источником 7, диода 8 и усилителя 10, готов к измерению мгновенно, а не через некоторое время, как было бы после режима перегрузки.. 25

Устройство для определения содержания компонента в растворе, содержа щее С8Ч-волноводный мост, входное плечо которого соединено с СВЧ-генератором в одном боковом плече котор

) го размещена эквивалентная нагрузка, а в другом - измерительная ячейка, в плече раэностного сигнала установлен детектор, а также усилитель, подключенный к индикатору, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расшире ния диапазона измеряемых значений компонента и сокращения рремени изме рений, введены компаратор напряжений вход которого соединен с выходом детектора, а вьскод — с входом усилителя, источник опорного напряжения, выход которого подключен к огорному входу компаратора напряжений, и эа— пирающий диод, включенный между выхо дом усилителя и общей шиной.