Claims (3)
Известно устройство дл измерени проводимости жидкости, основанное на использовании четырехэлектродного кондуктометрического преобразовател . В этом устройстве токозадающие электроды преобразовател через амперметр соединены с высоко- омным токовым выходом усилител ; на вход усилител подано посто нное по амплитуде или завис щее от температуры жидкости напр жение генератора, в противофазе к которому через цепь отрицательной обратной св зи подано напр желие с измерительных электродов преобразовател . Сигнал отрицательной обратной св зи управл ет выходным током усилител таким образом, что амплитуда напр жени на измерительных электродах преобразовател поддерживаетс посто нной независимо от текущего значени проводимости жидкости. Показани амперметра пропорциональны проводимости жидкости. Независимость показаний амперметра от температуры жидкости обеспечена введенной в схему генератора цепью термокомпенсации, основу которой составл ет термозависимое сопротивление с отрицательным температурным коэффициентом. С помощью такого устройства практически невозможно регистрировать кинетику процессов в жидких реакционных средах, поскольку показани измерительного тфибора пропорциональны проводимости исследуемой жидкости, а не ее изменению, которое обычно мало и не превышает нескольких процентов от исг.одного значени проводимости . Схема цепи отрицательной обратной св зи выполнена без учета комплексного характера эквивалентной схемы четырехэлектродного преобразовател и возможных фазовых сдвигов за счет паразитных 1 ,С параметров, т. е. она не может обеспечить строгой против офазности сигналов обратной св зи и генератора , в св зи с чем вноситс дополнительна погрешность в результаты измерени проводимости. Включение цепочки термокомпенсации в схему генератора также не вл етс оптимальным решением, так как термозависимое сопротивление конструктивно расположено в кювете четырех электродного преобразовател и в случае дистанционной регистрации проводимости жидкости может быть удалено на дес тки метров от самого устройства, то возникают трудности ре ализации термокоррекции на переменном токе . Цель изобретени - получение линейной зависимости между показани ми измерительного прибора и изменением проводимости пр регистрации кинетики процессов в жидких реакционных средах. Дл этого в предлагаемом устройстве регистратор вьшолнен в виде регулируемого измерительного сопротивлени и схемы измерени разностного сигнала. Измерительное сопротивление включено между токовым выходом усилител и преобразователем. Схема измерени разностного сигнала содержит два дифференциальных усилител переменного тока, входы одного из которык присоединены к измерительному сопротивлению, а другого - к измерительным электродам преобразовател , два детектора и дифференциаль ный усилитель посто нного тока с вольтметром , причем входы детекторов св заны с вы ходами соответствующих дифференциальных усилителей переменного тока, а выходы со входами дифференциального усилител пос то нного тока. Дл обеспечени строгой противофазности напр жений, подаваемых на вход усилител с выхода генератора и измерительных элек тродов преобразовател , в цепь отрицательной обратной св зи введен активный четырех полюсник, состо ш.ий из трансформатора импеданса и регулируемого фазовращател . Цепь термокоррекции результатов нзмере ни выполнена на посто нном токе. При это термозависимое сопротивление с отрицательным температурным коэффициентом введено в инверсное плечо дифференциального усилител посто нного тока в качестве сопротивлени обратной св зи. На чертеже представлена функциональна схема предложенного устройства. Генератор напр жени 1 подсоединен к усилителю 2 с токовым выходом. На выходе усилител 2 последовательно с четырехэлектродным кондуктометрическим преобразователем 3 (элек троды 4,5 - токозадающие, 6, 7 - измерительные ) включено измерительное сопротивление 8. С измерительного сопротивлени 8 и измерительных электродов 6, 7 преобразовател 3 сигналы подаютс на два неза висимых идентичных канала схемы измерени разностного сигнала. В состав каждого канала входит дифференциальный усилител переменного тока (9 и 10) и детектор (11 и 12).Продетектированные сигналы подаютс на усилитель посто нного тока (УЛТ) 13 с дифференциальным входом. В цепь отрицательной обратной св зи УПТ включено термооависимое coпpoтивлeниei4, которое конструктивно расположено в кювете четырехэлектродного преобразовател . Усиленный разностный сигнал посто нного тока с выхода УПТ 13 подаетс на вольтметр 15 (стрелочный, цифровой , самопишущий). Измерительные электроды 6, 7 преобразовател 3 через активный четырехполюсник 16 цепи отрицательной обратной св зи соединены со входом усилител 2. В качестве активного четырехполюсника использован трансформатор импенданса с регулируемым фазовращателем. Косвенно измер ема величина (изменение проводимости жидкой реакционной среды преобразуетс в величину, измер емую пр мым способом, следующим образом. В начальный момент времени измерительное сопротивление 8 устанавливаетс равным полному сопротивлению между измерительными электродами 6, 7 преобразовател 3:2,2,, Это соответствует нулевому показанию на шкале вольтметра или нулевому разностному сигналу, так как Ii ,. В ходе реакции проводимость жидкой среды мен етс . Измен етс и напр жение на измерительных электродах 6, 7 преобразовател , остава сь прежним на сопротивлении 2 „ . Изменившеес напр жение, переданное на вход усилител 2 через четырехполюсник цепи отрицательной обратной св зи 16, мгновенно вызывает изменение рабочего режима усилител 2. Выходной ток усилител 2 мен етс от I до I таким образом, что падение напр жени на измерительных электродах 6, 7 преобразовател 3 возвращаетс к своему исходному значению при новом значении проводимости Уп) отличном от исходного значени УП , и т.д. Какое бы текущее значение ни принимала проводимость жидкости, напр жение на измерительных электродах 6, 7 остаетс посто нным и равным исходному, установленному в начальный момент времени . Напр жение же на измерительном сопротивлении 8 отличаетс от исходного на величину Д и , пропорциональную измененшо проводимости на участке между эквипотенциальными поверхност ми, проход щими через измерительные электроды преобразовател . Дл обеспечени термокоррекции результатов измерени характер изменени термозависимого сопротивлени в цепи орицательной обратной св зи дифференциального УПТ подобран таким, что в заданном диапазоне температур соблюдаетс равенство: где Т - сопротивление термочувствительного элемента в цепи отрицательной обратной св зи УПТ при текущем значении температуры жидкости, икь К„ - термозависимый коэффициент передачи дифференциального усилител посто нного тока по инверсному входу, - сопротивление на инверсном входе УПТ (на чертеже не показано), равное по номиналу сопротивлению термочувствитель- ного элемента при температуре приведени to Y - текущее значение проводимости жи кости, ДУ - приращение проводимости жидкости в интервале температур (от температуры пр ведени t С до текущей температуры.) Формула изобретени 1. Устройство дл измерени проводимос ти жидкости, содер кащее генератор напр жени , усилитель с токовым выходом, цепь отрицательной обратной св зи, четырехэлектродный преобразователь с двум токозадающими и двум измерительными электродами , цепь термокоррекции и регистрирующий прибор, отличающеес тем, что, с целью получени линейной зависимости между показани ми регистрирующего прибора и изменени ми проводимости жидкой среды в ходе реакции, оно снабжено схемой измерени разностного сигнала, с о держащей два дифференциальных усилител переменного тока , два последовательно соединенных детектора и усилитель посто нного тока с вольтметром и регулируемым измерительным сопротивлением , включенным между токовым выходом усилител и одним из токозадаюш,их электродов четырехэлектродного преобразовател , а входы детекторов св заны с выходами двух последовательно соединенньзс дифференциальных усилителей переменного тока, последний из которых через усилитель посто нного тока подключен к первому детектору. A device for measuring the conductivity of a liquid is known, based on the use of a four-electrode conductometric transducer. In this device, the current carrying electrodes of the transducer are connected via an ammeter to the high-resistance current output of the amplifier; Amplitude constant or voltage dependent generator voltage is applied to the input of the amplifier, in antiphase to which voltage from the measuring electrodes of the converter is applied through a negative feedback circuit. The negative feedback signal controls the output current of the amplifier in such a way that the amplitude of the voltage on the measuring electrodes of the converter is kept constant regardless of the current value of the fluid conductivity. Ammeter reading is proportional to fluid conductivity. The independence of the ammeter reading from the temperature of the liquid is ensured by the thermal compensation circuit introduced into the generator circuit, which is based on a thermal-dependent resistance with a negative temperature coefficient. Using such a device, it is practically impossible to record the kinetics of processes in liquid reaction media, since the readings of the measuring instrument are proportional to the conductivity of the test liquid, and not to its change, which is usually small and does not exceed a few percent of the single value of conductivity. The circuit of negative feedback is made without taking into account the complex nature of the equivalent circuit of the four-electrode converter and possible phase shifts due to the parasitic 1, C parameters, i.e., it cannot provide strict feedback signals of the generator and the generator, and therefore an additional error is introduced in the results of the conductivity measurement. The inclusion of a thermal compensation chain into the generator circuit is also not an optimal solution, since the thermal-dependent resistance is structurally located in the cuvette of the four-electrode transducer and in the case of remote recording of the fluid conductivity can be removed ten meters from the device itself, it is difficult to implement thermal correction on the variable current. The purpose of the invention is to obtain a linear relationship between the readings of the measuring device and the change in conductivity when recording the kinetics of processes in liquid reaction media. For this purpose, in the proposed device, the recorder is implemented in the form of an adjustable measurement resistance and a differential signal measurement circuit. The measuring resistance is connected between the current output of the amplifier and the converter. The differential signal measurement circuit contains two AC differential amplifiers, the inputs of one of which are connected to the measuring resistance and the other to the measuring electrodes of the converter, two detectors and a differential DC amplifier with a voltmeter, and the inputs of the detectors are connected to the outputs of the corresponding differential amplifiers of an alternating current, and exits with entrances of the differential amplifier of a direct current. In order to provide a rigorous antiphase voltage applied to the input of the amplifier from the output of the generator and measuring electrodes of the converter, an active four pole is introduced into the negative feedback circuit, consisting of an impedance transformer and an adjustable phase shifter. The circuit of thermal correction of the results of the size is made on direct current. With this, a thermospecific resistance with a negative temperature coefficient is introduced into the inverse arm of a differential DC amplifier as a feedback resistance. The drawing shows a functional diagram of the proposed device. A voltage generator 1 is connected to an amplifier 2 with a current output. At the output of amplifier 2, in series with four-electrode conductometric transducer 3 (electrodes 4.5 are current generating, 6, 7 are measuring), measuring resistance 8 is connected. From measuring resistance 8 and measuring electrodes 6, 7 of converter 3, signals are sent to two independent identical channels difference signal measurement circuits. Each channel includes a differential AC amplifier (9 and 10) and a detector (11 and 12). The detected signals are fed to a direct current amplifier (ULT) 13 with a differential input. The negative feedback feedback circuit includes a thermo-dependent resistance i4, which is structurally located in the cuvette of a four-electrode converter. The amplified difference signal of the direct current from the output of the DCF 13 is fed to a voltmeter 15 (switch, digital, self-recording). The measuring electrodes 6, 7 of the converter 3 through the active quadrupole 16 of the negative feedback circuit are connected to the input of the amplifier 2. An impedance transformer with an adjustable phase shifter is used as the active quadrupole. An indirectly measured value (the change in the conductivity of the liquid reaction medium is converted into a value measured directly, as follows. At the initial time, the measuring resistance 8 is set equal to the impedance between the measuring electrodes 6, 7 of the converter 3: 2.2. This corresponds to a zero reading on the scale of a voltmeter or a zero difference signal, since Ii. During the reaction, the conductivity of the liquid medium changes. The voltage on the measuring electrodes 6, 7 is also transformed ate, remaining unchanged at resistance 2 ". The changed voltage transmitted to the input of amplifier 2 via a quadrupole of negative feedback circuit 16 instantly causes a change in the operating mode of amplifier 2. The output current of amplifier 2 varies from I to I in such a way that the voltage drop across the measuring electrodes 6, 7 of the converter 3 returns to its initial value with a new value of conductivity up) different from the initial value of the UE, etc. Whatever the current value of the conductivity of the fluid, the voltage across the measuring electrodes 6, 7 remains constant and equal to the initial value set at the initial moment of time. The voltage on the measuring resistance 8 differs from the initial one by the value of D and, proportional to the change in conductivity in the area between the equipotential surfaces passing through the measuring electrodes of the converter. To ensure thermocorrection of the measurement results, the nature of the change in the thermal-dependent resistance in the positive feedback differential circuit of the SUT is chosen such that in a given temperature range the following equality is observed: where T is the resistance of the temperature-sensitive element in the UPT negative feedback circuit, K i - thermo-dependent transfer coefficient of the differential DC amplifier over the inverse input, - resistance at the inverse UFD input (in the drawing not shown), equal to the nominal resistance of the thermosensitive element at the temperature of conversion to Y - the current value of the conductivity of the bone, DU - the increment of the conductivity of the liquid in the temperature range (from the direct temperature t C to the current temperature.) Claim 1 measuring the conductance of a liquid, containing a voltage generator, an amplifier with a current output, a negative feedback circuit, a four-electrode converter with two current-supplying and two measuring electrodes, a circuit correction and recording device, characterized in that, in order to obtain a linear relationship between the readings of the recording device and changes in the conductivity of the liquid medium during the reaction, it is equipped with a differential signal measuring circuit, with two differential amplifiers of alternating current, two detectors connected in series and a DC amplifier with a voltmeter and an adjustable measuring resistance connected between the current output of the amplifier and one of the current supply, their electrodes are four electroelectric interface converter, a detector inputs coupled to the outputs of the two differential amplifiers sequentially soedinennzs AC, the latter of which via an amplifier DC coupled to the first detector.
2.Устройство по п. 1, отлича ющ е е с тем, что цепь отрицательной обратной св зи снабжена активным четырехполюсником , например, трансформатором импеданса с регулируемым фазовращателем. 2. The device according to claim 1, characterized in that the negative feedback circuit is equipped with an active two-port network, for example, an impedance transformer with an adjustable phase shifter.
3.Устройство по п. 1, отличающеес тем, что инверсное плечо усилител посто нного тока снабжено термочувствительным элементом в качестве сопротивлени обратной св зи.3. The device according to claim 1, characterized in that the inverse arm of the direct current amplifier is provided with a temperature-sensitive element as a feedback resistance.