198341. lajstromszámú szabadalom • Mérőberendezés nagy fajlagos ellenállású, változó hőmérsékletű folyadékok különösen nagytisztaságú víz elektromos vezetésének mérésére elektromos háttérzaj jelenlétében
1 2 tó célszerűen egyetlen - multiplex üzemmódban működő’ A/D átalakítóval is megvalósítható. A 4 kettős integrálású A/D átalakító szinkronizáló bemenettel is rendelkezik, amelyhez a háttérzajjal, tehát általában a hálózati feszültséggel vezérelt 8 oszcillátor (VCO) kimenete csatlakozik. A 2 mérőcellát meghajtó 1 oszcillátor frekvenciáját a zavaró frekvenciától (ami általában 50 Hz) ill. ennek felharmonikusaitól eltérő értékre, pl. 80 Hz-re választjuk. A 2 mérőcella kimenetére csatlakozó 3 fázisérzékeny egyenirányító segítségével az ohmos és a kapacitív vezetést a fázisdetektáláson alapulva szétválasztjuk, ami lehetővé teszi a mérést zavaró ka pacit ív vezetés kiszűrését a mérési eredményből. így a 2 mérőcella ohmos vezetésével arányos egyenfeszültségű jelet ka punk, amely lehetővé teszi, hogy a mérőberendezés skálája minden méréstartományban lineáris, az ismert megoldásoknál pontosabb legyen. Emellett lehetőség van arra, hogy a műszer hitelesítéséhez beépített nagypontosságú ellenállásokat használjuk, ami a mérési pontosság további növelését eredményezi. Előnyös az is, hogy a vizsgált folyadék (kazánvíz) statikus permit - tivitásának hőméséklettől való függéséből származó kapacitív ellenállásváltozást, valamint a mérőcella és a mérőcellát a mérőműszerrel összekötő vezeték szórt kapacitása által előidézett mérési hibákat is kiküszöböli a javasolt megoldás. A mérőberendezés a hőmérsékletkorrekciót az ismert megoldásoknál pontosabban végzi el, mivel a folyadékminta hőmérsékletét a 2 mérőcellában elhelyezett félvezető 6 hőmérő méri és az így kapott, a hőmérséklettel arányos jelet a 7 függvénygenerátorban a 71 erősítő erősíti, majd a 72 A/D átalakító digitalizálja. A 72 A/D átalakító kimenetéhez csatlakozó 73 ROM az egyes hőmérsékletértékekhez tartozó és a fajlagos vezetésnek előre megadott hőmérsékletre, célszerűéi, 20 °C-ra történő átszámításához szükséges szorzótényezőket bináris formában tartalmazza. A 20 c'C-ra vonatkozó fajlagos vezetés kiszámítása az alábbi összefüggés szerint történik: IC20 = ■ k-jahol K2o a vizsgált folyadék 20 *C-ra átszámított fajlagos vezetése Kj a T hőmérsékleten mért «ohmos vezetés kj a T hőmérsékleten érvényes szorzótényező A megfelelő hőmérséklethez tartozó kj szorzótényezőt a 73 ROM-hoz csatlakozó 74 D/A átalakító alakítja vissza a 7 függvénygenerátor kimenetén megjelenő analóg feszültségjellé. Mivel a hőmérséklet mérése ± 0,1 C pontossággal könnyen elvégezhető, a mért adatok hőmérsékletfüggése a 0,1 °C-onként változó hőmérséklethez rendelt kj szorzótényezőkkel 1%-nál pontosabban leírható. A 3 fázisérzékeny egyenirányító kimenő jelének (~K-j-) és a 7 függvénygenerátor kimenő jelének (~kj) összeszorzását a 4 kettős integrálású A/D átalakítóval oldjuk meg, annak alapján, hogy az ilyen (dual slope) típusú A/D átalakítóknál a konverziós idő alatt számolt impulzusok száma a mért feszültség és a referenciafeszültség hányadosával arányos: n = N-i- = kxKT UR ahol n a konverziós idő alatt számolt impulzusok száma N az A/D átalakítóra jellemző állandó U a mért feszültség 7^ a referencia feszültség A 73 ROM-ban tárolt szorzótényező megfelelő megválasztásával érjük el, hogy a 4 kettős integrálású A/D átalakító kimenetén a vizsgált folyadék 20 °C-ra átszámított fajlagos vezetésének (K2o) számértéke jelenik meg. Az erőművi környezetben jelentkező 50 Hz-es zajok zavaró hatását azzal küszöböljük ki, hogy a 4 kettős integrálású A/D átalakító integrálási idejét a háttérzaj periódusidejével egyenlőre, azaz 20 ms-ra, vagy annak egésszámú többszörösére választjuk, és a feszültségvezéreit 8 oszcillátor segítségével a pillanatnyi hálózati frekvenciához szinkronizáljuk. A találmány szerinti mérőberendezés a nagyellenállású folyadék fajlagos vezetésének az eddig ismert megoldásoknál pontosabb mérését teszi lehetővé azáltal, hogy kiküszöböli a hőmérsékletváltozásból, a kapacitív vezetésből és az erős elektromos háttérzajból eredő hibákat, amelyek az ismert berendezések működését megbízhatatlanná teszik. Szabadalmi igénypontok 1. Mérőberendezés nagy fajlagos ellenállású, változó hőmérsékletű folyadékok, különösen nagytisztaságú víz elektromos vezetésének mérésére elektromos háttérzaj jelenlétében, amely mérőberendezés a mérendő folyadék befogadására alkalmas mérőcellát tartalmaz, a mérőcella egy referenciaelemmel, célszerűen ellenállással sorosan van egyrészt egy oszcillátor kimenetére, másrészt egy fázisérzékeny egyenirányító bemenetére kapcsolva úgy, hogy a fázisérzékeny egyenirányító egyik bemenete a mérőcella és a referenciaelem közös pontjával is össze van kötve, a fázisérzékeny egyenirányító jelbemenettel és referencia bemenettel rendelkező kettős integrálású A/D átalakító jelbemenetére csatlakozik, és a kettős integrálású A/D átalakító kimenete kijelzővel van. összekötve, azzal jellemezve, hogy a mérőcella (2) a mérendő folyadék hőmérsékletét érzékelő hőmérővel (6) , célszerűen félvezető -hőmérővel van ellátva, amelynek kimenete a mért hőmérséklet és egy előre megadott hőmérséklet, célszerűen 20 °C, különbségéhez hozzárendelt referencia feszültséget előállító függvénygenerátor (7) bemenetére van kapcsolva, a függvénygenerátor (7) kimenete a kettős integrálású 'VD átalakító (4) referencia bemenetére csatlakozik, továbbá a kettős integrálású A/D átalakító (4) szinkronizáló bemenettel is rendelkezik, amely a háttérzajjal vezérelt oszcillátor (8) kimenetével van összekötve. 2. Az 1. igénypont szerinti mérőberendezés, azzal jellemezve, hogy a függvénygenerátor (7) bemenetét egy erősítő (71) bemenete képezi, az erősítő (71) kimenete egy A/D átalakítón (72) át egy ROM (73) bemenetére van kapcsolva, a ROM (73) kimenete egy D/A átalakító (74) bemenetére csatlakozik és a D/A átalakító (74) kímenete képezi a függvénygenerátor (7) kimenetét. 198.341 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1 db rajz 3
