устройство для измерения электрической проводимости жидких сред

Формула изобретения

Устройство для измерения электрической проводимости жидких сред, содержащее последовательно соединенные стабилизированный источник питания, генератор, чувствительный элемент, измерительный блок, усилитель и вторичный прибор, при этом стабилизированный источник питания также соединен с измерительным блоком и с усилителем, отличающееся тем, что между измерительным блоком и чувствительным элементом включен регулирующий биполярный транзистор, вход которого связан с выходом операционного усилителя, к входу которого подключен терморезистор, причем последние два элемента дополнительно соединены со стабилизированным источником питания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для измерения электрической проводимости жидких многокомпонентных, в том числе агрессивных, сред и может быть использовано для контроля и регулирования технических параметров жидких сред по величине электрической проводимости, например для контроля концентрации растворенных в воде солей и др.

Известно устройство для измерения электрической проводимости жидких сред, созданное на основе низкочастотного кондуктометрического бесконтактного концентратомера, содержащего первичный преобразователь и вторичный прибор (Типаж кондуктометрических концентратомеров для жидких сред на 1962-1967 гг. - М.: Онтиприбор. -1965. - С.6).

Недостатками этого концентратомера являются низкая чувствительность, сложность изготовления и настройки.

Другим техническим решением является устройство, содержащее последовательно соединенные стабилизированный источник питания, генератор и чувствительный элемент, а также подключенные к другим выходам стабилизированного источника питания измерительный блок и усилитель, выходы которого подключены к измерительному блоку и вторичному прибору (Устройство для измерения электрической проводимости жидких сред. Авторское свидетельство № 868631, БИ № 36. - 30.09.81).

В данном устройстве в связи с изменениями электрических характеристик чувствительного элемента в процессе эксплуатации предусматривается возможность периодического подключения к комплексной нагрузке, что не обеспечивает непрерывности контроля и снижает точность измерения. Главным фактором, определяющим нестабильность характеристик чувствительного элемента, является температура.

Вместе с тем, данное устройство является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту.

Техническая задача - повышение точности измерений за счет компенсации влияния температуры на электрические характеристики чувствительного элемента.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для измерения электрической проводимости жидких сред, содержащее последовательно соединенные стабилизированный источник питания, генератор и чувствительный элемент, измерительный блок и усилитель, выходы которого подключены к измерительному блоку и вторичному прибору, между измерительным блоком и чувствительным элементом включен регулирующий биполярный транзистор, вход которого связан с выходом операционного усилителя, к входу которого подключен терморезистор, причем последние два элемента дополнительно соединены со стабилизированным источником питания.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для измерения электрической проводимости жидких сред (низкочастотного кондуктометра).

Устройство включает в себя стабилизированный источник питания 1, генератор 2, чувствительный элемент 3, измерительный блок 4, усилитель 5, вторичный прибор 6, регулирующий биполярный транзистор 7, операционный усилитель 8 и терморезистор 9. Чувствительный элемент 3 включает силовой трансформатор 10, первичная обмотка которого 11 подключена к выходу генератора 2, и измерительный трансформатор 12, вторичная обмотка которого 13 подключена к эмиттеру регулирующего биполярного транзистора 7. Жидкостный контур связи ЖК является вторичной обмоткой силового 10 и первичной измерительного 12 трансформаторов.

Стабилизированный источник питания 1 соединен с генератором 2, измерительным блоком 4, усилителем 5, операционным усилителем 8 и терморезистором 9. Выход измерительного блока 4 связан с усилителем 5, а вход - с коллектором регулирующего биполярного транзистора 7 посредством рабочего резистора. База регулирующего биполярного транзистора 7 подключена к выходу операционного усилителя 8, вход которого подключен к терморезистору 9.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение от низкочастотного генератора 2 поступает на первичную обмотку 11 силового трансформатора 10 чувствительного элемента 3, в результате чего в жидкостном контуре связи ЖК наводится переменный ток, величина которого зависит от электрической проводимости контура.

Ток жидкостного контура ЖК наводит во вторичной обмотке 13 измерительного трансформатора 12 переменное напряжение, величина которого пропорциональна величине тока в жидкостном контуре ЖК. Напряжение с измерительного трансформатора 12 подается через регулирующий биполярный транзистор 7 на вход измерительного блока 4, где оно преобразуется и после выпрямления и усиления усилителем 5 подается на вход вторичного прибора 6.

При изменении электрической проводимости контролируемого раствора в жидкостном контуре ЖК пропорционально изменится величина тока в нем, что вызовет изменение напряжения на вторичной обмотке 13 измерительного трансформатора 12 и приведет к изменению сигнала на входе вторичного прибора 6.

Нестабильность электрических характеристик чувствительного элемента, в первую очередь связанная с температурными изменениями, нарушает первоначальную пропорциональность зависимости сигнала от электрической проводимости жидкостного контура ЖК в процессе работы прибора. При изменении окружающей температуры изменяется и сопротивление терморезистора 9. Последнее обстоятельство управляет регулирующим биполярным транзистором 7, восстанавливая пропорциональность зависимости сигнала от электрической проводимости жидкостного контура ЖК. Операционный усилитель 8 служит для согласования терморезистора 9 и регулирующего биполярного транзистора 7.

Отличительной особенностью данного устройства является автоматическое восстановление пропорциональности зависимости сигнала от проводимости контролируемого раствора в жидкостном контуре ЖК при температурных изменениях. При этом обеспечивается высокая точность измерений и надежность работы устройства в течение всего срока эксплуатации, без необходимости периодического контроля показаний прибора.