Кондуктометр

Кондуктометр, що містить контактний датчик електропровідності, джерело сталої напруги, генератор прямокутних імпульсів, чотириплечий мостовий комутатор з керованими ключами в плечах, керівні входи яких в протилежних плечах попарно об'єднані і з’єднані з виходом генератора прямокутних імпульсів для першої пари безпосередньо і для другої пари через інвертор, причому друга C2 2 (19) 1 3 74900 4 ром) і струми через датчики (комірки) пропорційні поданий на базу транзистора 3. провідності рідин. Однак нестабільність опору пеВихід генератора прямокутних імпульсів 11 рехідного шара на рідких електродах обмежує поданий на керівні входи демодулятора 6 і першої точність пристрою. пари ключів 21 і 23, і через інвертор (ІН) 12 - на Прототип містить наступні ознаки, які співпакерівні входи другої пари ключів 22 і 24. Виводи дають з істотними ознаками заявленого винаходу: навантажувального резистора 4 подані на входи контактний датчик електропровідності, джерело другого операційного підсилювача 13, вихід якого сталої напруги, генератор прямокутних імпульсів, є зовнішнім виходом пристрою. чотирьохплечий мостовий комутатор з керованими Транзистор 3 виконує роль регулюючого в кеключами в плечах, керівні входи яких в протилежрованому генераторі струму. Це може бути транних ключах попарно об'єднані і сполучені з входом зистор типу КТ361. генератора прямокутних імпульсів для першої паСтрумозадавальне коло генератора струму ри безпосередньо і для другої пари через інверутворює датчик 1, включений в коло емітера трантор, причому друга вершина першої діагоналі мосзистора через чотирьохплечий мостовий комутата заземлена, послідовно включені демодулятор, тор 2, що служить для зміни напряму струму через керований генератором прямокутних імпульсів, і струмові електроди датчика. Як ключі можуть бути фільтр низьких частот. використані електронні ключі типу 561 КТ3. У основу винаходу поставлена задача ствоКоло зворотного зв'язку генератора струму рення кондуктометра, в якому за рахунок спільного утворюють послідовно включені демодулятор 6, застосування чотирьохелектродного датчика, що фільтр низьких частот 7 і інструментальний підсиживиться знакозмінним струмом, і перетворювача лювач 8. Демодулятор 6 призначений для перетпровідності рідини між потенційними електродами ворення знакозмінної напруги квазіпостійної амплів сталий струм і далі в сталу напругу, забезпечутуди в сталу. Як демодулятор 6 доцільно ється технічний результат - забезпечення пропорвикористати другий чотирьохплечий мостовий коційної залежності вихідного сигналу кондуктометра мутатор, аналогічний комутатору 2. від провідності рідини і підвищення точності. Фільтр низьких частот 7 служить для згладжуПоставлена задача вирішується тим, що конвання пульсацій від перехідних процесів при педуктометр з чотирьохелектродним датчиком викоремиканні напряму струму через датчик. Фільтром наний по схемі керованого генератора струму на низьких частот може бути RC або LC фільтр. транзисторі і містить джерело опорної напруги, Інструментальний підсилювач 8 призначений вихід якого поданий на перший вхід першого опедля передачі і посилення в k разів сигналу зворотраційного підсилювача, вихід якого сполучений з нього зв'язку, що знімається з потенційних електбазою транзистора, колектор якого через наванродів датчика і який проходив демодуляцію і зглатажувальний резистор сполучений з виходом джеджування. Як інструментальний підсилювач може рела сталої напруги, а емітер через чотирьохплебути використана мікросхема IN A111. чий мостовий комутатор і струмові електроди Операційний підсилювач 9 призначений для датчика сполучений із спільною шиною, потенційні порівняння (віднімання) опорної напруги з виходу електроди датчика сполучені з послідовно вклюджерела 10 і сигналу зворотнього зв'язку. Цю заченими демодулятором, фільтром низьких частот і дачу може вирішувати операційний підсилювач інструментальним підсилювачем, вихід якого потипу ΟΡΑ 137. даний на другий вхід першого операційного підсиГенератор прямокутних імпульсів 11 служить лювача, керівні входи ключів в протилежних пледля видачі послідовності імпульсів зі шпаруватістю чах моста попарно об'єднані, генератор 0,5 (типу меандер) на демодулятор 4 і на керівні прямокутних імпульсів, вихід якого поданий на входи ключів 21 і 23 комутатора 2, які замикаються керівні входи демодулятора і першої пари ключів і на час імпульсу. Інвертор 12 служить для виробчерез інвертор - на керівні входи другої· пари клюлення імпульсів на керівні входи ключів 22 і 24 на чів, виходи навантажувального резистора подані час паузи в імпульсній послідовності з виходу гена входи другого операційного підсилювача, вихід нератоpa 11. якого є зовнішнім виходом пристрою. У сукупності генератор 11 та інвертор 12 моСтруктурна схема пристрою зображена на жуть бути реалізовані в складі генератора імпулькресленні. Пристрій містить чотирьох-електродний сів і рахункового тригера, причому вихід генератодатчик 1 зі струмовими Τ і потенційними Π електра сполучений з рахунковим входом тригера, а родами, чотирьохплечий мостовий комутатор 2 виходи прямого та інверсного керівних сигналів напряму струму через датчик з ключами 21, 22, 23, і взяті з різних плечей тригера. 24 в плечах, транзистор 3, колектор якого через Керівні сигнали на комутатор можуть бути понавантажувальний резистор 4 сполучений з виходані ззовні, наприклад, від мікроконтролера. дом джерела сталої напруги (ДСН) 5, а емітер Частота імпульсів від генератора 11 встановсполучений з першою вершиною першої діагоналі люється такою, щоб перехідні процеси після пемостового комутатора 2, друга вершина якої зазеремикання напряму струму в датчику, викликані млена. Потенційні електроди датчика сполучені з наявністю ємності електроліту, устигали б завервходами демодулятора (ДМ) 6, вихід якого подашитися. Ця частота встановлюється експерименний на послідовно включені фільтр низьких частот тально для конкретного датчика і рідини. (ФНЧ) 7 і інструментальний підсилювач 8, вихід Операційний підсилювач 13 служить для зйоякого поданий на другий вхід операційного підсима і прив'язки до «землі» напруги з навантажувалювача 9, перший вхід якого сполучений з вихольного резистора 13. Цю задачу може вирішити дом джерела опорної напруги (ДОН) 10, а вихід мікросхема ΟΡΑ 137. 5 74900 6 Кондуктометр працює таким чином. k2 де const UОП RH - постійна, що залеДатчик електропровідності вміщений в рідину. k1 Керівним імпульсом з генератора 11 ключі 21 і 23 жить від параметрів схеми пристрою. замкнені, а ключі 22 і 24 розімкнені. Через транзисУ наступному такті, під час паузи між імпультор 3, ключ 21, струмові електроди ТТ датчика 1, сами від генератора 14 ключі 21 і 23 розмикаються, ключ 23 протікає струм l. ключі 22 і 24 замикаються, напрям сталого струму На потенційних електродах ПП датчика 1 вичерез струмові електроди ТТ датчика змінюється никає стала напруга на протилежний, полярність напруги на потенційUПП l Gx1, них електродах ПП після закінчення перехідного де Gx електропровідність дільниці рідини між процесу змінюється на протилежну (-Uп ). Однак потенційними електродами. демодулятор 6, керований сигналом від генератоНапруга UПП через демодулятор 6, фільтр нира 11, відновлює початкову полярність сталої назьких частот 7 поступає на вхід інструментального пруги (UСН), а фільтр низьких частот 7 згладжує підсилювача 8, посилюється в «kl» разів і подаєтьперешкоди від перехідних процесів. ся на другий вхід операційного підсилювача 7 для На вході інструментального підсилювача 8 порівняння з опорною напругою UОП. Сигнал раззберігається сигнал сталої напруги UСН без зміни балансу поступає з виходу операційного підсилюполярності і пристрій працює також, як і в першому вача 7 на базу транзистора 3 і в ланцюзі транзистакті. Далі такти роботи повторюються. тора автоматично встановлюється струм І, при Таким чином, опит чотирьохелектродного датякому чика електропровідності здійснюється різнополярним сталим струмом, а вихідним інформативним k1 UПП UОП , сигналом, пропорційним електропровідності рідиk1 l Gx1 UОП, ни, є напруга сталого струму, яка легко перетвоотже, рюється в код. Це дозволяє виключити погрішносUОП ті, властиві контактним датчикам при роботі на l Gx . k1 сталому струмі, і виключити використання перетПри цьому напруга U на навантажувальному ворювача перемінного струму в код, необхідного резисторі 4 опором RН буде рівна при опиті датчика перемінним струмом. Використані джерела UОП U l RH RH Gx . 1. Степанок И.А. Океанологічні вимірювальні k1 перетворювачі. М.: Гидрометеоїздат. 270с. Напруга U поступає на вхід операційного під2. Патент РФ №2006844, 5G01N27/02. Дифесилювача 13, посилюється при необхідності в k2 ренціальний кондуктометр. К.Д.Латарія, разів і поступає на зовнішній вихід пристрою рівС.М.Беніашвілі, Г.Н.Сехніашвілі, ною М.В.Гапріндашвілі. Б.І, №2,1994, С.131. - прототип. UОП k 2 RH Ux Gx const Gx , k1 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 74900 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601