22-4. Безэлектродные кондуктометрические анализаторы жидкости

Кондуктометрические анализаторы жидкости, безэлектродные преобразователи которых питают переменным током частотой 50 Гц, принято называть низкочастотными безэлектродными кондуктометрами жидкости. Они получили широкое применение в различных отраслях промышленности для измерения электропроводности водных растворов электролитов. На электростанциях низкочастотные кондуктометры жидкости используются для контроля концентраций регенерационных растворов кислоты, щелочи и соли, а также для измерения электропроводности химически обессоленной воды. Достоинством низкочастотных кондуктометров жидкости является то, что их первичный преобразователь не имеет электродов, которые

могут подвергаться поляризации и загрязнению. Это повышает надежность работы кондуктометров жидкости и положительно сказывается на точности измерения. Низкочастотные безэлектродные кондуктометры жидкости позволяют измерять электропроводность как чистых, так и загрязненных водных растворов кислот, щелочей и солей.

Безэлектродные кондуктометры жидкости не могут быть использованы для контроля качества пара, конденсата турбин и питательной воды парогенераторов, а также других водных растворов, аналогичных по электропроводности конденсату пара.

Наряду с низкочастотными безэлектродными кондуктометрами жидкости существуют высокочастотные бесконтактные приборы для измерения электропроводности водных растворов [86], однако они не применяются на электростанциях и ниже рассматриваться не будут.

Рис. 22-4-1. Принципиальная схема низкочастотного безэлектродного кондуктометра жидкости.

Рассмотрим упрощенную принципиальную схему низкочастотного безэлектродного кондуктометра жидкости, показанную на рис. 22-4-1. Индуктивный безэлектродный первичный преобразователь кондуктометра состоит из силового и измерительного трансформаторов, связанных между собой электрически жидкостным контуром ЖК.

Этот контур выполняет функции вторичной обмотки силового трансформатора и первичной обмотки измерительного трансформатора и представляет собой замкнутую трубу из изоляционного материала, через которую протекает анализируемая жидкость.

Для уменьшения влияния колебаний напряжения и частоты питающей сети предусмотрен компенсационный контур, состоящий из обмоток и реохорда Для автоматической коррекции влияния температуры анализируемой жидкости на показания вторичного прибора кондуктометра используется компенсатор температуры включенный в цепь компенсационного контура последовательно с реохордом Компенсатор температуры представляет собой мостовую схему, работающую в неравновесном режиме. В одно плечо этого моста включены терморезистор (например, типа ММТ), помещенный в жидкостный контур, и резистор из манганиновой проволоки. Резисторы образующие остальные три плеча моста, выполнены из манганиновой проволоки. Мост компенсатора температуры питается переменным

напряжением от вторичной обмотки трансформатора Резистор служит для регулировки тока.

Переменный ток в обмотке силового трансформатора создает в его сердечнике переменный магнитный поток, который индуктирует э. д. с. Еж в жидкостном контуре. Если обозначить электрическое сопротивление жидкостного контура через то ток в нем определится выражением

которое с учетом уравнения (22-2-3) принимает вид:

Из этого выражения следует, что сила тока пропорциональна удельной электропроводности анализируемой жидкости Ток в жидкостном контуре, являющемся одновременно первичной обмоткой измерительного трансформатора создает в его сердечнике переменный магнитный поток, который наводит во вторичной обмотке пропорциональную Выходной сигнал с вторичной обмотки подается на вход усилителя вторичного прибора, где усиливается до значения, достаточного для приведения в действие реверсивного двигателя Вал реверсивного двигателя, кинематически связанный с движком реохорда и кареткой, перемещает их до тех пор, пока ток в обмотке компенсационного контура не создаст в сердечнике трансформатора переменный магнитный поток равный и противоположный магнитному потоку создаваемому в том же сердечнике током В этом случае сигнал на входе усилителя уменьшится практически до нуля, ротор реверсивного двигателя остановится, а движок реохорда и каретки с указателем займет положение, соответствующее измеряемой электропроводности и концентрации С анализируемой жидкости. Значение измеряемой электропроводности анализируемой жидкости при этом определяется выражением

где k — постоянный коэффициент; здесь текущее значение сопротивления реохорда; приведенное сопротивление моста компенсатора температуры, соответствующее 20° С.

При повышении температуры анализируемой жидкости сопротивление уменьшается, и вследствие этого ток в жидкостном контуре увеличивается на а вместе с тем возрастет на и магнитный поток При этом одновременно уменьшается сопротивление терморезистора компенсатора температуры, что приводит к разбалансу моста и к возникновению в его диагонали тока Вследствие этого при неизменном положении движка реохорда ток в компенсационном контуре увеличится на значение а

следовательно, возрастет на и магнитный поток При равенстве значений будет обеспечена температурная компенсация с некоторой погрешностью. В выпускаемых низкочастотных кондуктометрах жидкости при отклонении температуры анализируемой жидкости на С от среднего значения рабочего интервала температур изменение показаний вторичного прибора составляет верхнего предела измерения, что не удовлетворяет современным требованиям к точности измерения электропроводности и вызывает необходимость усовершенствования температурной компенсации.

Вторичные приборы низкочастотных безэлектродных кондуктометров жидкости выполняют на базе автоматических уравновешенных мостов КСМ2, КСМ3 или других типов. Вторичные приборы могут быть снабжены контактным устройством для сигнализации или регулирования.

Из числа выпускаемых низкочастотных безэлектродных кондуктометров жидкости, разработанных СКВ АП, на электростанциях применяют кондуктометры жидкости типа для контроля концентраций регенерационных растворов. Кондуктометр жидкости имеет безэлектродный преобразователь проточного типа, кондуктометр погружного типа. Эти кондуктометры жидкости используются также и в других отраслях промышленности для измерения электропроводности чистых и загрязненных водных растворов кислот, щелочей и солей. Кондуктометры типа рассчитаны на диапазон измерения удельной электропроводности с двумя поддиапазонами: . Предел допускаемой основной погрешности этих кондуктометров жидкости — 2,5%.

Технические характеристики низкочастотных кондуктометров жидкости других типов приведены в [75].