SU1390559A1 - Device for measuring concentration of solutions - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть применено дл  измерени  физико-хими ческих параметров электрически неоднородных жидких сред контактным методом . Цель изобретени  - повышение точности измерени  и расширение ди- наического диапазона измер емых концентраций . Устройство содержит генератор гармонических колебаний, рабочий и образцовый кондуктометрические преобразователи с токовыми и потенциальными Электродами. В устройство введены преобразователь временного интервала в код, триггер, одновибра- тор, фазовый детектор и два амплитудно-фазовых регул тора. 2 ил. S SThe invention relates to electrical measuring technique and can be applied to measure the physicochemical parameters of electrically inhomogeneous liquid media by the contact method. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement and the expansion of the dynamic range of the measured concentrations. The device contains a generator of harmonic oscillations, working and exemplary conductometric transducers with current and potential Electrodes. A time converter in the code, a trigger, a single-oscillator, a phase detector and two amplitude-phase regulators are entered into the device. 2 Il. S s

Description

(f.(f.

СWITH

со ю о ел сдwith you

UDUD

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть применено дл  измерени  физико-химических параметров электрически неоднородных жидких сред контактным методом , в частности при необходимости контрол  концентрации (электропроводности ) жидких сред при проведении химических и гальванических процессов , например при определении степени загр зненности дистиллированной воды, примен емой дл  промывки печатных плат.The invention relates to electrical measuring technology and can be applied to measure the physicochemical parameters of electrically inhomogeneous liquid media by the contact method, in particular when it is necessary to control the concentration (electrical conductivity) of liquid media during chemical and electroplating processes, for example, in determining the degree of contaminated distilled water, washing for printed circuit boards.

1390559213905592

амплитудно-фазовых регул торов 9 и 10, имеющих фазовый сдвиг на 90 друamplitude-phase regulators 9 and 10, having a phase shift of 90

/ гг/ yy

относительно друга и на 4Ь относительно выходного напр жени  генератора 1 1/и Asincot, где А - амплитуда напр жени  на вькоде генератора 11, в цепи электродов 1 и 3, 2 и 4 протекают токи Irelative to the other and to 4b relative to the output voltage of the generator 1 1 / and Asincot, where A is the amplitude of the voltage on the code of the generator 11, currents I flow in the circuits of the electrodes 1 and 3, 2 and 4

рR

10ten

ни  напр жений U и U,neither the U and U voltages

создающие паде- на сопротивлени х электролитов. Н результате суммарный сигнал (фиг.2) соединенных вместе потенциальных электродов 1 и 2, действующий на информационномcreating low-resistance electrolytes. H result is the total signal (figure 2) connected together potential electrodes 1 and 2, acting on the information

Цель изобретени  - повышение точ- 15 входе фазового детектора 12,равенThe purpose of the invention is to increase the point 15 of the input phase detector 12, is equal to

(cot + 45)+Upsin(wt-45 ). Поскольку вход опорного сигнала фазового детекфора подключен к выходу генератора 11, выходное напр жение фазового детектора 12 представл ет(cot + 45) + Upsin (wt-45). Since the reference input of the phase detector is connected to the output of the generator 11, the output voltage of the phase detector 12 is

нести измерени  и расширени  динамического диапазона измер емых концентраций .carry measurements and broaden the dynamic range of the measured concentrations.

На фиг.1 показана функциональна  схема устройства дл  измерени  концентрации растворов; на фиг.2 - эпюры напр жений, действующих в различных точках устройства.Figure 1 shows a functional diagram of a device for measuring the concentration of solutions; Fig. 2 shows plots of stresses acting at various points of the device.

Устройство содержит потенциальныеThe device contains potential

2020

собой последовательность импульсов, длительность которых равна ,, где t и t,- моменты времени, в кото рые сигналы на входах детектора 12a sequence of pulses whose duration is equal, where t and t are the points in time at which the signals at the inputs of the detector 12

электроды 1 и 2 рабочего и образцово-25 переход т через нуль, т.е. , The electrodes 1 and 2 of the worker and exemplary-25 pass through zero, i.e. ,

го кондуктометрического преобразовател , соответственно токовые электроды 3 и 4 этих же преобразователей, экран 5, камеры преобразователей 6 и 7, выполненные в корпусе 8 из ди- электрического материала, амплитуднофазовые регул торы 9 и 10, генератор 11 гармонических колебаний, фазовый детектор 12, триггер 13, преобразователь 14 временного интервала в код и одновибратор 15. Кондуктомет- рические преобразователи выполнены в одном корпусе 8 с экраном 5 по всей , который соединен с нулевой шиной устройства.of a conductometric converter, respectively, current electrodes 3 and 4 of the same converters, screen 5, cameras of converters 6 and 7, made in a housing 8 made of a dielectric material, amplitude phase regulators 9 and 10, oscillator 11 harmonic oscillations, phase detector 12, trigger 13, the transducer 14 of the time interval into the code and the one-shot 15. The conductometric transducers are made in one housing 8 with a screen 5 across, which is connected to the zero bus of the device.

Выходы амплитудно-фазовых регул торов 9 и 10 подключены к токовымThe outputs of the amplitude-phase regulators 9 and 10 are connected to the current

электродам 3 и 4 соответственно, а входы соединены с выходом генератора 11 гармонических колебаний и входом канала опорного сигнала фазового детектора 12, сигнальньй вход которого соединен с потенциальными электродами 1 и 2, выход подключен к входу запуска преобразовател  14 временного интервала в код и через последовательно соединенные триггер 13 и одновибратор 15 к информационному входу этого же преобразовател  1..electrodes 3 and 4, respectively, and the inputs are connected to the output of the harmonic oscillator 11 and the channel input of the reference signal of the phase detector 12, the signal input of which is connected to potential electrodes 1 and 2, the output is connected to the start input of the time converter 14 into the code and through serially connected trigger 13 and one-shot 15 to the information input of the same converter 1 ..

Устрйство работает следующим образом .The device works as follows.

При подаче на токовые электроды 3 и 4 переменных напр жений с выходоWhen applied to current electrodes 3 and 4 alternating voltages from the output

текают токи Icurrents flow i

рR

ни  напр жений U и U,neither the U and U voltages

создающие паде- на сопротивлени х электролитов. Н результате суммарный сигнал (фиг.2) соединенных вместе потенциальных электродов 1 и 2, действующий на информационномcreating low-resistance electrolytes. H result is the total signal (figure 2) connected together potential electrodes 1 and 2, acting on the information

(cot + 45)+Upsin(wt-45 ). Поскольку вход опорного сигнала фазового детекфора подключен к выходу генератора 11, выходное напр жение фазового детектора 12 представл ет(cot + 45) + Upsin (wt-45). Since the reference input of the phase detector is connected to the output of the generator 11, the output voltage of the phase detector 12 is

00

собой последовательность импульсов, длительность которых равна ,, где t и t,- моменты времени, в которые сигналы на входах детектора 12a sequence of pulses whose duration is equal to, where t and t are the points in time at which the signals at the inputs of the detector are 12

Ur  Ur

О. Из приведенных уравнений определ ют моменты времени, соответствующие этим переходам:A. From the given equations, the time points corresponding to these transitions are determined:

1one

t.t.

/Uf-Uo V/ Uf-uo v

rf 8 (uj;orrf 8 (uj; or

---:: --- ::

II

aTfaTf

,- Urx arcsin(---) , , - Urx arcsin (---),

где о 2 irf;where about 2 irf;

f - частота генератораf - generator frequency

11.eleven.

Таким образом, на выходе фазового детектора действуют импульсы, длительность которых равна,Thus, at the output of the phase detector there are pulses whose duration is equal to,

5ll -« arcsin (7) . 5ll - “arcsin (7).

При равенстве концентраций исследуемого и образцового растворов ( Ug) сигнал на выходе фазового детектора 12 отсутствует, а при возрастании концентрации исследуемого раствора длительность выходных импульсов пропорционально увеличиваетс .With equal concentrations of the test and reference solutions (Ug), the signal at the output of the phase detector 12 is absent, and as the concentration of the test solution increases, the duration of the output pulses increases proportionally.

Выделение одного импульса, поступающего на вход преобразовател  14 временного интервала в код дл  изме- рени  его длительности, осуществл етс  триггером 13 и одновибратором 15, так как запуск одновибратора, вырабатывающего импульс заданной длительности , происходит в момент установкиThe selection of a single pulse arriving at the input of the time converter 14 into the code for measuring its duration is performed by the trigger 13 and the one-shot 15, since the start of the one-shot generating a pulse of a given duration occurs at the moment of setting

3131

выхода триггера 13 в состо ние 1, что соответствует моменту поступлени  на его вход заднего фронта первого импульса фазового детектора 12, Выходной импульс одновибратора 15, дeйctвy  на входе преобразовател  14 запрещает прохождение в его схему остальных импульсов с выхода фазового детектора 12 до момента его окон- чани . Длительность импульса одновибратора 15 выбираетс  достаточной дл  надежного считывани  п-разр дного двоичного коДа на выходе устройства.the output of the trigger 13 to state 1, which corresponds to the moment when the leading edge of the first detector of the phase detector 12 arrives at its input, the output pulse of the single-oscillator 15, the act at the input of the converter 14 prevents the rest of the pulses from the output of the phase detector 12 from passing through to its output Chani. The pulse duration of the one-shot 15 is chosen sufficient for reliable reading of the n-bit binary code at the output of the device.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  концентрации растворов, содержащее генератор гармонических колебаний, рабочий и образцовый кондуктометрические преобразователи, каждый из которых содержит один токовый и один потенциальный электрод, причем кондуктоетрические преобразователи выполне- 25 вател .A device for measuring the concentration of solutions, containing a harmonic oscillator, a working and exemplary conductometric transducers, each of which contains one current and one potential electrode, and the conductometric transducers perform 25. ны в од кого ма площади шиной у электро отли целью п ни  дин ний, в временн одновиб амплиту которых токовым ны с вы нала оп тора, с нен с п выход п образов код и ч ные три мационнin one small area by the bus, it is the electromy for the purpose of the subdivisions, the temporal one-vibration amplitude of which is current from the detector's output, with the output output of the code and the three-dimensional signals вател .spinner ны в одном корпусе из диэлектрического материала с экраном по всей площади, который соединен с нулевой шиной устройства, а потенциальные электроды соединены между собой, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  динамического диапазона измерений , в него введены преобразователь временного интервала в код, триггер, одновибратор, фазовый детектор, два амплитудно-фазовых регул тора, выходы которых подключены к соответствующим токовым электродам, а входы соединены с выходом генератора и входом канала опорного сигнала фазового детектора , сигнальный вход которого соединен с потенциальными электродами, а выход подключен к входу запуска преобразовател  временного интервала в код и через последовательно соединенные триггер и одновибратор к информационному входу этого же преобразоUon ,in one case of dielectric material with a screen over the entire area, which is connected to the zero bus of the device, and potential electrodes are interconnected, characterized in that, in order to increase accuracy and expand the dynamic measurement range, a time interval converter is introduced into it , trigger, one-shot, phase detector, two amplitude-phase regulators, the outputs of which are connected to the corresponding current electrodes, and the inputs are connected to the output of the generator and the input channel of the reference signal a phase detector, the signal input of which is connected to potential electrodes, and the output is connected to the trigger input of the time interval converter in the code and through series-connected trigger and one-vibrator to the information input of the same converter, 3 иц.3 eggs Л f-Ч5  L f-ch5 Щ.U UzUz Ul2Ul2 uiui U U2-Up Uo U U2-Up Uo )) Фиг. 2FIG. 2