SU457023A1 - Автоматический измеритель концентрации веществ - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области исследовани  матер-иалов с помощью электрических средств обнаружени  и может быть использовано дл  непрерывного автоматического измерени , например, содержани  асбеста в отходах .

Известный автоматический измеритель содержит генератор высокой частоты, св занный с трем  резонансными контурами, емкостной дифференциальный датчик, включенный в два соответственно расстроенных , колебательных контура, фазовый детектор и регистрирующий прибор.

С целью повышени  точности измерени  путем автоматической компенсации толщины сло  исследуемого -материала на результаты измерени  в icoответственно расстроенные контуры измерительного устройства, кроме дифференциального емкостного датчика, включен дифференциальный индуктивный датчик, стаби изирующий рабочие точки контуров при изменении емкости датчика. Конструктивно эба датчика объединены в один индуктивноемкостный дифференциальный датчик.

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема устройства; на фиг. 2-:принцип компенсации изменени  толщины исследуемого материала.

Автоматический измеритель концентрации компонентов состоит из генератора высокой частоты 1; резонансных контуров 2-4, катушек св зи 5-7; высокочастотных трансформаторов 8, 9, детекторов 10, 11 и показывающего прибора. Контуры 2, 3 имеют совершенно аналогичную схему и выводы дл  подключени  индуктивно-емкостного дифференциального датчика с индуктивной катушкой 12 IK электродам 13-15. Электроды 13, 14 и дифференциальна  индуктивна  катушка 12 укреплены на подвижной относительно электрода 15 диэлектричеокой пластине 16. Датчик .конструкТИВ1НО выполнен в виде одного узла и закрыт общим sKpaiHOM дл  устранени  взаимной индукции с катушек 17 и 18.

Контур 4 имеет более высокую величину добротности, чем контуры 2 и 3 и предназначен дл  устранени  дрейфа нулевой точки при изменении параметров схемы под действием колебаний тем1пературы, влажности и частоты.

Электрод выполнен в виде неподвижной металлической заземленной пластины. Электроды 13, 14 и индуктивный дифференциальный датчик с индуктивной катушкой 12 размещены над электродом 15 таким образом, что под действием собственного веса лежат на поверхности исследуемого материала.

При отсутствии материала между электродами датчика рабочие точки контуров 2, 3 наход тс  соответственно в точках А и Б, а ко;Нтур 4 имеет посто нную «астроЙ ку на резонансную частоту измерительного генератора

(фиг. 2). При этом токи контура 2, т. е. li, и контура 3, т. е. Iz, поступающие в первичную обмотку трансформатора 8, равны по величине и противоположны по направлению. Пр-и этих услови х стрелка прибора находитс  в .нулевом положении. Бсли между электродами датчика поместить иcпытыiвaeмый образец 19, то точки А « Б контуров 2, 3 перемест тс  соответственно в точки А и Б , ток в контуре 4 увеличитс  на A/i, ток в ко-нтуре 3 уменьшитс  на А/2. В результате стрелка амперметра покажет отклонение, соответствующее Д/1+ -f А/2. Следовательно, по этому сигналу можно определить и изменение емкости. Однако известно, что емкость двухпластинчатого параллельного конденсатора определ етс  выражением:

0,88бЕ5

Q

t.

где С - емкость конденсатора, пф;

Е - диэлектрическа  проницаемость материала между обкладками конденсатора;

S -площадь пластин, - рассто ние между обкладками конденсатора , мм.

Из формулы видно, что при посто нной площади пластин емкость конденсатора зависит от диэлектрической проницаемости исследуемого материала и от рассто ни  между пластинами , которое зависит от толщины исследуемого образца. Индуктивность датчика с индуктивной катушкой 12 зависит от того, на каком рассто нии от «его находитс  заземленна  металлическа  пластина 15. Индуктивность уменьшаетс  п-ри уменьшении рассто ни  tji, а емкость датчика увеличиваетс . Но так как ра.боча  точка контура (или частота) определ етс  из выражени :

/раб -

2т. ALpC

где

L Lk(.L.)

Lk+(Lg ± Д1)

Ср-С,+ (С,±ДС),

то в предлагаемом устройстве уменьшение толщины исследуемого образца (предположим , что е образца не изменилась) вызывает уменьшение межэлектродного рассто ни  /х. что вызывает увеличение емкости датчика и

уменьшение его индуктивности. Увеличение же рассто ни  х вызывает увеличение индуктивности и уменьшение емкости. Подобрав параметры индуктивности и емкости датчика таким образом, чтобы рабочие точки А и Б

возвращались (благодар  изменению индуктивности ) в точки А и Б, добиваютс  того, что изменение толщины спа  исследуемого образца не вызывает погрещности измерени .

Предмет изобретени 

Автоматический измеритель концентрации веществ, содержащий генератор высокой частоты , св занный с трем  резонансными контурами , емкостной дифференциальный датчик,

катушку индуктивности, фазовый детектор и регистрирующий прибор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности путем автоматической -компенсации вли ни  толщины исследуемого вещества на результаты измерени , катушка индуктивности, сердечник которой жестко закреплен, расположена на одной из обкладок емкостного датчика и механически св зана с ней, а емкостный дифференциальный датчик включен в контур параллельно с катушкой индуктивности,  вл ющейс  дополнительным датчиком.

.

с.

Сз J

б-г.