Лабораторна робота 3 концентратоміри

Мета роботи. Вивчити побудову та принцип дії концентратомірів КНЧ та КСО; зробити перевірку концентратомірів КНЧ1-М та КСО-4.

Теоретичні відомості: Концентратомір кондуктометричний кнч1-м

КНЧ1-М – промисловий автоматичний стаціонарний прилад неперевної дії, призначений для вимірювання та реєстрації концентрації чи питомої електропровідності, приведеної до температури градуювання, агресивних, плівкоутворювальних і забруднених розчинів, електропровідність яких має однозначну залежність від концентрації та перебуває у межах 0,01…1 Ом/см.

Прилад забезпечує вимірювання питомої електропровідності без температурної корекції з точністю не менш 1 % від максимального значення шкали.

Температура аналізованого розчину складає – 10 … + 120 °С. Припустиме відхилення температури розчину не повинне перевищувати ± 15 °С від робочої точки.

В залежності від варіанту установлення датчика на трубопроводах чи ємностях відкритого типу концентратомір має проточне чи занурене виконання з довжиною штанги 1,5 або 2,5 м.

Будова та принцип дії приладу

Принцип дії концентратомірів КНЧ базується на індукційному методі вимірювання опору рідинного витка, який утворюється при зануренні чутливого елемента концентратоміра в контрольоване середовище. Вимірювання здійснюється компенсаційним методом.

Принципова електрична схема приладу показана на рис. 3.1. Чутливий елемент датчика приладу складається з живильного трансформатора Тр1 та вимірювального трансформатора Тр2. На осерді Тр1 розташована обмотка живлення, а на осерді Тр2 – вимірювальна обмотка.

Коло, що складається з обмоток 3, 4, 9, 10 та резистора R₅ (магазин опорів типу МСР-63), використовується для імітації рідинного витка при налагоджувані та перевірці приладу.

Коло, що складається з обмоток 5, 6, 11, 12 та резистора R₆, призначене для підстроювання температурної характеристики системи рідинного витка. Коло основної та температурної компенсації містить вторинну обмотку диференціально-трансформаторної котушки L_t , з резисторами R₁ – R₄, R₁₁, які шунтують її, обмотки датчика VII, VIII, резистори R₈ – R₁₀, R₁₂ та терморезистор R₇.

Коло, що складається з обмотки IX та резисторів R₁₃, R₁₄, необхідне для коригування температурного коефіцієнта  за діапазоном вимірювання.

Прилад працює так. При зануренні чутливого елемента датчика в контрольоване середовище з концентрацією "" шкали при градуювальній температурі магнітні потоки 1 та 2 в осерді вимірювального трансформатора, викликані струмом рідинного витка та потоком кола підстроювання температурної характеристики системи рідинного витка, скомпенсовані магнітним потоком 3, викликаним струмом розбалансу системи основної та температурної компенсації.

Плунжер диференційно-трансформаторної котушки займає нейтральне положення, струм у колі вторинної обмотки котушки дорівнює нулю і система компенсації вторинного приладу перебуває у спокої.

При зміні електропровідності контрольованого розчину змінюєтся опір рідинного витка, що призводить до зміни магнітного потоку 1. Новоявлена різниця магнітних потоків ∆ утворює сигнал на обмотці X. За допомогою підсилювача сигнал підсилюється. Система компенсації вторинного приладу виходить зі стану спокою, плунжер диференціально-трансформаторної котушки зміщується з нейтрального положення, і у колі компенсації протікає струм, який зумовлює появу магнітного потоку ∆′, що за величиною дорівнює ∆, але протилежний за знаком.

В результаті система відпрацювання вторинного приладу змістить покажчик відлікового пристрою, який показує вимірювану величину в одиницях шкали приладу.

При відхиленні температури контрольованого середовища від температури градуйовання, змінюються опори рідинного витка та опір терморезистора R₇. Система температурної компенсації налагоджена таким чином, що магнітний потік в осерді вимірювального трансформатора, викликаний приростом струму рідинного витка за рахунок зміни його температури, компенсується додатковим магнітним потоком, викликаним зміною струму в діагоналі (коло R₈, R₁₀, R₁₂) системи основної та температурної компенсації за рахунок зміни опору терморезистора R₇.