Устройство для определения физико-химических характеристик веществ

307326

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬРЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 18Л7.1969 (№ 1330450/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21 VI.1971. Бюллетень № 20

Дата опубликовапня описания 3.1Х.1971

МПК С 01п 27/26

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 551.508.7(088.8) Автор изобретения

1О. М. Романенко

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для определения физико-химических характеристик веществ, преимущественно влажности, по их диэлектрической постоянной.

Известны устройства указанного назначения, содержащие емкостный датчик, систему возбуждаемого на резонансной частоте колебательного контура, цепь для подключения к ней датчика и узел индикации. Однако такие устройства не обеспечивают достаточной точности измерений при комплексном изменении резистивных параметров контролируемого вещества. Кроме того, эти устройства сложны в наладке и контроле нестабильности электрических параметров линии.

Отличие предлагаемого устройства состоит в том, что оно снабжено включенныхт параллельно датчику в цепь для подключения датчика к колебательному контуру компенсирующим звеном, выполненным в виде двухстороннего ограничителя, соединенного последовательно с сопротивлением. Это позволяет повысить точность измерений при комплексном изменении резистивных параметров контролируемого вещества, а также упростить налаживание устройства.

Кроме того, для облегчения контроля нестабильности электрических параметров линии компенсирующее звено подключено к датчику через дистанционно управляемый нормально замкнутый выключатель.

На чертеже показана принципиальная схема одного из возможных вариантов устройства, 5 предназначенного для измерения концентрации шуги.

Диэлектрический датчик Де посредством электрической линии Л включен в систему возбуждаемого при помощи транзистора Т ра10 бочего резонансного контура L, С, С„через дистанционно управляемый магнитным потоком обмотки 1V выключатель Н. Датчик зашунтирован двухсторонним ограничителем, выполненным из встречно включенных обращенных тунельных диодов Д, включенных последовательно с сопротивлением в виде конденсатора С, что позволяет снизить погрешность, вызываемую переменными полярпзационными потерями, характерными для шуги, Транзистор Т связан с рабочим контуром через туннельный диод Д„ооеспечивающий работу устройства в широком диапазоне изменения проводимости датчика Де, и,нагружен на измерительный прибор 0 через систему частотного дискриминатора L, C„, Q, Дд, Дз.

При этом прибор О одновременно служит дл измерения концентрации шуги в следящем ре жиме и контроля напряжения на туннельном диоде Д„подаваемого через резистор Я,-, ве30 личина которого устанавливается такой, что

307326

15 г0

55 при введении датчика в свободную от шуги воду и установке измерительного конденсатора С на минимальную емкость прибор И дает максимальное показание.

Измерения в разовом режиме, повышающем их точность при зависимости диэлектрических параметров шуги от частоты, производятся путем соответствующего изменения емкости измерительного конденсатора С, шкала которого оттарирована в измеряемых единицах, причем прибор И в этом случае служит для индикации момента достижений заданной частоты сигнала измерительного автогенератора.

Питание устройства производится от элемента Е, при этом напряжение на туннельном диоде устанавливается при помощи резистора

R и стабилизируется включенным в прямом направлении кремниевым диодом Де. Поскольку диэлектрическая проницаемость шуги однозначно определяется соотношением жидкой .и твердой фаз, то при вводе датчика в шугу частота рабочего контура L, Де, С, С„изменяется в соответствии с концентрацией шути.

Уменьшение влияния на точность измерения переменных поляризационных потерь, наиболее характерных для шуги, осуществляется благодаря изменению фазовой характеристики компенсирующего звена Д, Д, С при воздействии на него снимаемым с датчика сигналом, уровень которого зависит от величины этих потерь. В результате происходящей при этом компенсации изменения фазы поляризующего шуговую пробу электрического поля датчика стабилизируются условия измерений и, следовательно, повышается их точность.

Для эффективной работы компенсирующего звена необходимо, чтобы суммирующие пороговое напряжение диодов Д не превышало амплитудного значения напряжения на звене при максимальном значении электрических потерь контролируемого вещества. Если одной из переменных составляющих полной проводимости шуги является сквозная резистивная проводимость, то повышение точности измерений достигается шунтированием конденсатора

С„резистором (на чертеже не показан).

Подключение компенсирующего звена непосредственно к датчику Де стабилизирует нагрузку электрической линии Л, а также обеспечивает постоянство его температуры, в связи с чем повышается точность дистанционных измерений.

Компенсация изменения электрических параметров линии, происходящего под воздействием, например, переменной температуры окружающей среды, осуществляется путем соответствующей установки емкости корректирующего конденсатора С при введении датчика в свободную от шуги воду.

Подключение компенсирующего звена к датчику посредством дистанционного управляемого выключателя Н позволяет осуществлять контроль электрических параметров линии в случае стационарной установки датчика.

При этом управляющая обмотка W выключателя Н, в качестве которого эффективно работает нормально разомкнутый малогабаритный геркон, совместно с резистором R, образует делитель, с которого снимается напряжение питания туннельного диода Д„а дроссель Дз устраняет шунтирование рабочего контура цепями питания. Контроль электрических параметров линии производится при переводе переключателя П из положения 1 в положение 2. При этом управляющая обмотка W геркона обесточивается, геркон размыкается, а к противоположному концу линии подключается цепь, состоящая из резистора R, и конденсатора С„величины которых выбраны такими, что прои номинальном значении электрических параметров линии частота измерительного генератора после подключения этой цепи к рабочему контуру вместо датчика Де и балансирующего изменение его емкости измерительного конденсатора С не изменяется.

В противном случае электрические параметры линии корректируются также при помощи конденсатора C Небольшие габариты и экономичное питание делают устройство пригодным для применения в полевых условиях.

Предмет изобретения

1. Устройство для определения физико-химических характеристик веществ, преимущественно влажности, по их диэлектрической постоянной, содержащее емкостный датчик, систему возбуждаемого на резонансной частоте колебательного контура, цепь для подключения к ней датчика и узел индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений при комплексном изменении резистивных параметров контролируемого вещества, а также упрощения налаживания устройства, последнее снабжено включенным параллельно датчику в цепь для подключения датчика к колебательному контуру компенсирующим звеном, выполненным в виде двухстороннего ограничителя, соединенного последовательно с сопротивлением.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью облегчения контроля нестабильности электрических параметров линии, компенсирующее звено подключено к датчику через дистанционно управляемый нормально замкнутый выключатель.

Составитель Е. А. Блохина

Iуедактор Н. Л. Корченко Техред Л. Л. Евдонов Корректор T. А. Китаева

Заказ 2336/10 Изд. № 976 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров CCCI

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2