162244. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés nagyfrekvenciás vezetőképességmérőnél a cellaméret változásától független mérés megvalósítására
3 162244 4 igen nagy mértékben függ a cella méreteitől. (Erre utalást találhatunk Cruse, K.—Huber, R.: Hochfrequeztitration c. monográfiájában — Verlag. Ehenie, Weinheim/Ber str. (1957). Ezért a cella dilatációja miatt, vagy pl. a cella cseréje esetén a cellaállandó lényegesen megváltozik és emiatt a műszer által mért vezetőképességérték is más lesz. (Ez a magyarázata annak, hogy a korábbi készülékeket csak relatív mérésekre, az az titrálásokra javasolták). Ez a tény az egyik fő oka annak, hogy nagyfrekvenciás elven nem készítettek eddig precíziós vezetőképességmérő készüléket. A találmány célja olyan tranzisztorizált, induktív cellás vezetőképesség-mérő megvalósítása, amely a cella méreteinek változásától függetlenül csak a vezetőképesség értékekkel aranyos kimenő jelet ad. A találmány tárgya tehát tranzisztoros vezetőképességmérő műszer, amely oszcillátort, nagy bemenő ellenállású erősítőt, a mérőtekercs méretváltozását kompenzáló szabályozó áramkört, áramforrást, indikáló vagy regisztráló műszert, a mérendő folyadék befogadására alkalmas mérőedényt (vagy átáramlásos cellát) és mérőtekercset tartalmaz. A készülék a mérendő anyag vezetőképességével arányos (ohmos, valós) komponens változását méri. A találmány alapja az a felismerés, hogy a cellaátmérő megváltozása esetén nemcsak az oszcillátor amplitúdója, hanem frekvenciája is változik, s ezen frekvenciaváltozással arányos jellel beavatkozva az oszcillátor működésébe az amplitudóváltozás, s így a cellaméret-változás befolyása kompenzálható. A találmány szerinti megoldású nagyfrekvenciás vezetőképességmérő készülék, célszerűen távadó, folyadékok, különösen zagyok, zavaros oldatok, emulziók, szuszpenziók, szennyvizek stb. vezetőképességének mérésére, amelynek induktív érzékelőszerve tetszőleges oszcillátor kapcsolás munkaellenállása, amelyhez egyenirányító áramkörön át indukáló egység csatlakozik. A találmány szerinti megoldás lényegében abban áll, hogy az oszcillátorhoz jelnégyszögesítőfokozat, FM demulátor, valamint osztókör csatlakozik. Az említett egységekből álló viszszacsatoló hálózaton át az induktív mérőcelláról egyenáramú jel biztosítja a cella méreteitől független vezetőképesség mérést. Amint az 1. ábrán látható, a szabadalom tárgyát képező vezetőképességmérő műszer hét fő egységből áll. Az első egység tetszőleges kapcsolású I. oszcillátort tartalmaz, amelynek váltakozó áramú munkaellenállása célszerűen maga az induktív 3 mérőtekercs. Az oszcillátor kimenő feszültség a II. demodulator körre, majd a III. indikátor egységbe kerül. A III. indikátor egység egy nagy bemenő ellenállású erősítő, amelynek -kimenetére a 16 mutatós műszer és/vagy regisztrálóműszer csatlakozik. Ez a négy egység képezi az alapkészüléket, amely megegyezik az irodalomban is ismertetett elvekkel. Az ezen egységekből álló készülék már alkalmas vezetőképesség mérésére, de az így kapott kimenő jel a vezetőképesség mellett az alkalmazott cella 5 méreteitől, elsősorban átmérőjétől is függ. A találmány tárgyát képező egységek biztosítják, hogy a kapott jel a cellaméretek meghatározott mértékű változása ellenére is csak a vezetőképességtől függjön. Ugyanis a cellaméretek meg-10 változása az oszcillátor frekvenciájának és amplitúdójának megváltozását eredményezi. Az amplitudófüggés megszüntetésére alkalmaztuk az V. jelnégyszögesítő fokozatot, amelynek kimenetén már csak a cellaméretek változásától 15 függő frekvenciaváltozást kapjuk meg. Ezt a frekvenciaváltozást a VI. demodulator egyenfe^szültség változássá alakítja át. Ezt az egyenfeszültséget a jelamplitudó módosító fokozaton keresztül az oszcillátor-tranzisztor-bázis, vagy 20 emitter, pontjára vezetjük. Ez az egyenfeszültség megváltoztatja az oszcillátor munkapontját. Ennek hatására az oszcillátor által szolgáltatott jelamplitúdó is megváltozik. A változás iránya ellentétes a cellaátmérő megváltozásának követ-25 keztében fellépő amplitúdó változással és így megszünteti, illetve erőteljesen lecsökkenti annak hatását. A kompenzáció mértékét az osztókör állításával lehet szabályozni. A kompenzáció viszonylag széles vezetőképesség tartományban 30 és nagy cellaátmérő-ingadozás mellett is még hatásos marad. Igen nagy átmérő eltérés esetén azonban az osztókörrel újra be kell állítani. Ily módon lehetséges tehát, hogy a cellaátmé-35 rő meghatározott méretsávjához meghatározott osztókört rendeljünk, vagyis a kompenzációt egy kapcsoló segítségével a cellaméretnek megfelelően átkapcsoljuk. Ily módon igen szélsőséges cellaátmérő-ingadozás, illetve változás esetén is 40 ugyanazt a vezetőképességet mérjük a készülékkel. Ezzel a megoldással biztosítjuk, hogy a cella cseréje esetén a cellaállandót ne kelljen újra meghatározni. Vagyis előírhatjuk a cella meg-45 engedett átmérő-tűréstartományát, amely mellett a cellaállandó értéke még nem változik meg. Ez lehetővé teszi, hogy a műszer skáláját egy szűkebb méréstartományon belül közvetlen vezetőképesség-egységekben (pl. (pl. Q—l cm —1 -ben) 50 hitelesítsük. A találmány szerinti megoldás alkalmazásával nemcsak relatív mérést, titrálást végezhetünk, hanem a műszert alkalmassá tehetjük a vezetőképesség abszolút értékének nagypontos-55 ságú mérésére is, vagyis precíziós vezetőképességmérőt készíthetünk. A találmány szerinti kapcsolás egyik lehetséges megvalósítási formáját mutatja a 2. ábra. Amint az a 2. ábrán látható, a 7 tranzisztor 60 földelt bázisú oszcillátor-kapcsolásban működik, amelyet a találmány szerint úgy képeztünk ki, hogy az 5a. és 5b. kapcsokra csatlakozó 3 mérőtekercs közvetlenül a kollektor köri rezgőkör induktív tagjaként szerepel. A rezgőkör kapaci-65 tív tagja a 6 kondenzátor. E rezgőkör képezi az 2
