Кондуктометрическое устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (n>996925 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.11. 81 (21) 3351271/18-25 (5 )М Кд 3 с присоединением заявки Мо

4 (23) Приоритет—

G 01 N 27/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1502.83.. Бюллетень М б

Дата опубликования описания 15.02 ° 83 (53) УДК 537. 311 (088.8) (71.) заявитель (54) КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к измерителям электропроводности электропроводяших жидких сред, а также к устройствам сигнализации уровня или превышения предела заданной электропроводнасти контролируемой среды и может найти широкое применение-, например, в устройствах контроля хода технологического процесса в производствах химической промышленности.

Ввиду своей простоты и надежности в работе Широкое распространение получили автогенераторные устройства контроля проводимости жидких сред.

Такие устройства снабжены кондуктометрическими датчиками, включенными в цепь обратной связи усилителейгенераторов. В них колебательный контур входит в цепь обратной связи, как правило осуществляя передачу энергии с выхода на вход усилителя в жестко заданном соотношении и обеспечивая выполнение условия баланса фаз. Изменение же коэффициента передачи по цепи обратной связй происходит за счет воздействия входной величины.

Известны кондуктометрические устройства, например, устройство контроля $1). Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

- кондуктометрическое устройство, включающее соединенные последовательно электродный кондуктометрический первичный преобразователь, усилитель-генератор с колебательным контуром и пороговое устройство (2)

Известное устройство состоит иэ усилителя-генератора с колебательным. контуром выполненным на ферритовом торроидальном сердечнике с обмотками связи, кондуктометрического электродного первичного преобразователя и релейного устройства. В цепь обратной связи усилителя-генератора включен индуктивный мост, в одно из плеч которого включен кондуктометрический электродный первичный преобразователь.

Известное устройство работает следуюшим образом. При раэбалансе индуктивного моста обратной связи в одну сторону образуется. отрицательная обратная связь и автогенератор не возбуждается, при разбалансе мос та в другую сторону обратная связь становится положительной и усилитель генератор переходит в режим самовоэбуждения. Сигнал с выхода

996925 усилителя-генератора поступает на вход порогового устройства, которое и формирует соответствующий сигнал устройства. Точка срабатывания устройства устанавливается путем из менения сойротивления другого плеча индуктивного моста.

Особенностью в работе кондуктометрического устройства является специфика периодической работы первичного преобразователя. В режиме 1О автогенерации к измерительным электродам первичного преобразователя прикладывается напряжение переменного тока и через преобразователь течет определенный ток при отсутстк

15 вии же генерации ток через первичный преобразователь не течет.

На границе между металлическим электродом первичного преобразователя и раствором, в который погружен электрод, образуется двойной электрический слой. Этот слой обусловлен электрическими зарядами, расположенными на металле, и ионами противоположного знака, находящимися в растворе вблизи поверхности металла, 25

Двойной электрический слой в первом приближении представляет собой плоский конденсатор. Полная схема замещения преобразователя может быть представлена в виде двух последова- 30 тельно соединенных конденсаторов и сопротивления. Поэтому для обеспечения прохождения тока через эту цепь требуется приложения к ней переменного напряжения. При запит- ке цепи постоянным током электроды преобразователя поляриэуются °

B режиме отсутствия автогенерации, с одной стороны, к измерительным электродам не прикладывается напряжение и ток через преобразователь не проходит, а с другой стороны, усилитель-генератор не возбуждается без положительной обратной связи. Но известные устройства все же работают, что объясняется наличием шумовых явлений в самих усилителяхгенераторах, что в конечном итоге обеспечивает проводящую цепь между измерительными электродами первичного преобразователя. Учитывая, 50 что частота и амплитуда шумовых сигналов может быть самой разнообразной, ясна и нестабильность точки срабатывания известных автогенераторных устройств.. Это явление 55 еще больше усугубляется при контроле уровня электролита. При периодическом смачивании электродов на их поверхности может образовываться оксидная или другого вида пленка, 60 которая иногда требует для ее пробоя повыиеннсго наПряжЕния..

Укаэанные явления сужают диапазон чувствительности известных автогенераторных устройств, значительно занижают класс точности работы автогенераторных устройств.

Цель изобретения — расширение диапазона чувствительности автогенераторных устройств.

Поставленная цель достигается путем введения в известное устройство, включающее электродный первичный преобразователь, усилитель-генератор с колебательным контуром и пороговое устройство, дополнительного генератора синусоидальных электрических колебаний с частотой f больше Йгпах и меньше Г „.„, где Йщ ц, и Е „„„ определяются по резонансной характеристике контура резонансного усилителя-генератора на уровне, не превышающем одной десятой ее максимальной величины амплитуды, причем выходная обмотка дополнительного генератора индуктивно связана с контуром усилителя-генератора.

На чертеже приведено предлагаемое кондуктометрическое устройство.

Устройство состоит из усилителягенератора 1, выполненного на транзисторе и включающего колебательный контур 2 с обмотками связи, электродного первичного преобразователя 3, порогового устройства 4 с исполнительным реле, дополнительного генЕратора синусоидальных электрических колебаний 5.

Усилитель-генератор 1 снабжен колебательным контуром 2, выполненным на ферритовом сердечнике с обмотками связи и контактным первичным преобразователем 3. Выходная обмотка связи колебательного контура 2 через детектор включена на вход порогового устройства 4. Пороговое устройство 4 контактными исполнительного реле формирует соответствующий,сигнал о состоянии контролируемого параметра. Выходная обмотка дополнительного генератора включена индуктивно в колебательный контур автогенератора.

Кондуктометрическое устройство работает следующим образом.

Устройству подается электропитание. Начинает работать дополнительный генератор 5, который через связь с колебательным контуром запитывает электроды первичного преобразователя.

Приложенное к измерительным электродам напряжение. дополнительного генератора обуславливает прохождение по . ним тока, который проходит во время работы все время, устраняя всякое появление поляризационных явлений в приэлектродной области первичного преобразователя. При достижении определенной, наперед заданной величины проводимости между электродами первичного преобразователя из-за, 996925 например, изменения проводимости контролируемой среды или изменения уровня ее обратная связь между выходом и входом усилителя-генератора становится положительной и усилитель генератор -переходит в режим самовозбуждения. Сигнал с обмотки связи контура усилителя-генератора поступает на вход порогового устройства, Пороговое устройство срабатывает и выдает соответствующий сигнал.

Для того, чтобы сигнал дополнительного генератора не мог вызвать ложного срабатывания порогового устройства через тракт усилителягенератора, частоту генерации дополнительного генератора выбирают больше максимальной частоты или меньше менимальной частоты, определенных на уровне, не превышающем одной десятой максимальной величины амплитуды резонансной характеристики контура усилителя-генератора с максимальной амплитудой, равной величине напряжения на контуре во время re нерации. Дополнительный генератор должен генерировать электрические колебания тока синусоидальной формы °

Соблюдение укаэанных условий обеспечивает надежную работу устройства.

Таким образом, применение в устройстве дополнительного генератора с частотой больше максимальной или меньше минимальной, определенных на уровне одной десятой максимальной величины амплитуды резонансной характеристики колебательного контура усилителя-генератора и имеющего связь с колебательным контуром, позволяет получить устройство, обеспечивающее расширение диапазона чувствительности устройства.

Формула изобретения

Кондуктометрическое устройство, 10 включающее соединенные последовательно электродный кондуктометрический первичный преобразователь, усилительгенератор с колебательным контуром и пороговое устройство, о т л и

15 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона чувствительности, в устройство введен дополнительный генератор синусоидальных электрических колебаний с частотой f

2О больше Кмаксили MeHSMe минО< где Me;gc и Ем„„- определяются по резонансной характеристике контура усилителя-генератора на уровне, не превышающем одной десятой величины ее амплитуды, причем выходная об- мотка дополнительного генератора индуктивно связана с контуром усилителя-генератора. jt

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лейман A.A. Автогенераторные магнитно-транзисторные датчики и реле. М., Энергия, 1971, с 3-15.

2. Клименко В.Т. и др. Кондуктометрические анализаторы жидких сред..в сб. НИИТЭХИМ: Автоматизация химических производств, 1973, с.69-71. ,(прототип).

Составитель Г.Кулаков:

Редактор К.Волощук Техред О. Неце Корректор Г. Решетник

Заказ 923/61 Тираж 871 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4