Приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров
Для определения солености питьевой воды предлагается двухкатушечный индуктивный балансный сенсор, а для воды заземленных водоемов — трехкатушечный. В первом случае полезный сигнал выводится на стрелочный индикатор, во втором — на монитор персонального компьютера. Приводятся электрическая схема прибо...
Gespeichert in:
| Datum: | 2003 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2003
|
| Schriftenreihe: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70617 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров / О.Н. Негоденко, С.А. Черевко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 2. — С. 56-57. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-70617 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-706172025-02-09T21:53:40Z Приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров Devices of determination salinity of water on the basis of inductive balanced sensors Негоденко, О.Н. Черевко, С.А. Электроника и экология Для определения солености питьевой воды предлагается двухкатушечный индуктивный балансный сенсор, а для воды заземленных водоемов — трехкатушечный. В первом случае полезный сигнал выводится на стрелочный индикатор, во втором — на монитор персонального компьютера. Приводятся электрическая схема приборов и графики зависимости полезного сигнала от концентрации в воде поваренной соли. For definition salinity of drinking water is used two-bobbin inductive balanced sensor and water ground of reservoirs - three-bobbin. In the first case the useful signal is deduced on the pointer indicator, and in the second case on the monitor of the personal computer. To be resulted the electrical circuit of devices and diagrams of dependences of a useful signal from concentration in water of the cooking salt. Работа выполнена при поддержке совместного гранта REC 004 Минобразования РФ и Американского фонда гражданских исследований и развития. 2003 Article Приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров / О.Н. Негоденко, С.А. Черевко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 2. — С. 56-57. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70617 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре application/pdf Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Электроника и экология Электроника и экология |
| spellingShingle |
Электроника и экология Электроника и экология Негоденко, О.Н. Черевко, С.А. Приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Для определения солености питьевой воды предлагается двухкатушечный индуктивный балансный сенсор, а для воды заземленных водоемов — трехкатушечный. В первом случае полезный сигнал выводится на стрелочный индикатор, во втором — на монитор персонального компьютера. Приводятся электрическая схема приборов и графики зависимости полезного сигнала от концентрации в воде поваренной соли. |
| format |
Article |
| author |
Негоденко, О.Н. Черевко, С.А. |
| author_facet |
Негоденко, О.Н. Черевко, С.А. |
| author_sort |
Негоденко, О.Н. |
| title |
Приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров |
| title_short |
Приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров |
| title_full |
Приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров |
| title_fullStr |
Приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров |
| title_full_unstemmed |
Приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров |
| title_sort |
приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2003 |
| topic_facet |
Электроника и экология |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70617 |
| citation_txt |
Приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров / О.Н. Негоденко, С.А. Черевко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 2. — С. 56-57. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT negodenkoon priboryopredeleniâsolenostivodynaosnoveinduktivnyhbalansnyhsensorov AT čerevkosa priboryopredeleniâsolenostivodynaosnoveinduktivnyhbalansnyhsensorov AT negodenkoon devicesofdeterminationsalinityofwateronthebasisofinductivebalancedsensors AT čerevkosa devicesofdeterminationsalinityofwateronthebasisofinductivebalancedsensors |
| first_indexed |
2025-12-01T05:00:58Z |
| last_indexed |
2025-12-01T05:00:58Z |
| _version_ |
1850280781904084992 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 2
56
ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ È ÝÊÎËÎÃÈß
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
26.11 2002 ã.
Îïïîíåíò ê. õ. í. Ë. Ò. ÌÎØÊÎÂÑÊÀß
(ÍÈÈ "Óêðàíàëèò", ã. Êèåâ)
Ê. ò. í. Î. Í. ÍÅÃÎÄÅÍÊÎ, Ñ. À. ×ÅÐÅÂÊÎ
Ðîññèÿ, Òàãàíðîãñêèé ðàäèîòåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò
E-mail: metbis@fep.tsure.ru
Ïðèáîðû ïîçâîëÿþò îïðåäåëÿòü ñîëå-
íîñòü ïèòüåâîé âîäû è îñóùåñòâëÿòü
ýêñïðåññ-êîíòðîëü ñîëåíîñòè âîäû åñ-
òåñòâåííûõ çàçåìëåííûõ âîäîåìîâ.
 ñâÿçè ñ óâåëè÷åíèåì çàãðÿçíåííîñòè âîä åñòå-
ñòâåííûõ âîäîåìîâ àêòóàëüíûì ñòàíîâèòñÿ ðàçðàáîò-
êà ïðèáîðîâ äëÿ êîíòðîëÿ ñîëåíîñòè ïèòüåâîé âîäû,
à òàêæå äëÿ ýêñïåäèöèîííîãî ýêñïðåññ-êîíòðîëÿ ñî-
ëåíîñòè âîäû åñòåñòâåííûõ çàçåìëåííûõ âîäîåìîâ
ïî õîäó ñóäíà.
Ñîëåíîñòü ÷àñòî îïðåäåëÿåòñÿ ÷åðåç ïðîâîäèìîñòü
âîäû. Ïðè ýòîì òåðìèí "ñîëåíîñòü" ïðèîáðåòàåò óñ-
ëîâíûé õàðàêòåð, ò. ê. óâåëè÷èâàòü ïðîâîäèìîñòü
âîäû ìîãóò íå òîëüêî èîíû äèññîöèèðîâàííûõ â âîäå
ñîëåé ìåòàëëîâ, íî è èîíû êèñëîò, ùåëî÷åé, èîíû
äðóãèõ ïðèìåñåé. Ïîýòîìó îöåíèâàòü ñîëåíîñòü âîäû
óäîáíî â ýêâèâàëåíòå çàãðÿçíåííîñòè îò íàëè÷èÿ â
âîäå èîíîâ ïîâàðåííîé ñîëè, èçìåðÿåìîì â ã/ë. Ìîæ-
íî îöåíèâàòü ñîëåíîñòü â ãðàìì-ìîëüíîì ýêâèâàëåí-
òå ïîâàðåííîé ñîëè, èçìåðÿåìîì â ïðîìèëëå (�).
Ïðè ýòîì 1� ñîîòâåòñòâóåò ñîäåðæàíèþ 0,308 ã ïî-
âàðåííîé ñîëè â îäíîì ëèòðå âîäû.
Ðàñïðîñòðàíåí èíäóêòèâíûé ìåòîä èçìåðåíèÿ ñî-
ëåíîñòè âîäû ÷åðåç åå ïðîâîäèìîñòü. Åãî ïðåèìó-
ùåñòâî � îòñóòñòâèå ýëåêòðè÷åñêîãî êîíòàêòà ñ âî-
äîé, âûçûâàþùåãî ðàçðóøåíèå ýëåêòðîäîâ. Òàêîé ñî-
ëåìåð ñîñòîèò èç äâóõ êàòóøåê èíäóêòèâíîñòè ñ êîëü-
öåâûì ôåððèòîâûì ñåðäå÷íèêîì èëè áåç íåãî, îäíà
èç êîòîðûõ ïîäñîåäèíÿåòñÿ ê àâòîãåíåðàòîðó, à íàâå-
äåííûé íà âòîðîé êàòóøêå ñèãíàë ïîñòóïàåò íà óñè-
ëèòåëü, äåòåêòîð è èíäèêàòîð. Óðîâåíü íàâåäåííîãî
íà âòîðîé êàòóøêå ñèãíàëà çàâèñèò îò ñîïðîòèâëåíèÿ
"âèòêà" âîäû, îõâàòûâàþùåãî îáå êàòóøêè.
Äàëüíåéøèì ðàçâèòèåì ýòîãî ìåòîäà ÿâëÿåòñÿ ïðè-
ìåíåíèå èíäóêòèâíîãî áàëàíñíîãî ñåíñîðà (ÈÁÑ).
Òàêîé ñåíñîð ñîñòîèò èç äâóõ ïëàíàðíûõ êàòóøåê
èíäóêòèâíîñòè, ñäâèíóòûõ â ïëîñêîñòè òàê, ÷òî ïðè
íàëè÷èè ñèãíàëà íà ïåðâîé êàòóøêå ñèãíàë íà âòî-
ðîé êàòóøêå îòñóòñòâóåò [1]. Çäåñü íå èñïîëüçóþòñÿ
ìàãíèòíûå ñåðäå÷íèêè, êàòóøêè ñîäåðæàò ìàëî âèò-
êîâ è ìîãóò áûòü âûïîëíåíû èç ìåäíîãî ïðîâîäà â
õëîðâèíèëîâîé èçîëÿöèè, êîòîðàÿ õèìè÷åñêè èíåðò-
íà. Äâóõêàòóøå÷íûé ÈÁÑ ïðèãîäåí äëÿ èçìåðåíèÿ
ñîëåíîñòè âîäû, ïîìåùàåìîé â ñîñóä èç äèýëåêòðè-
êà (ðèñ. 1). Ïðè èçìåðåíèè òàêèì ñåíñîðîì ñîëåíîñ-
òè âîäû åñòåñòâåííîãî çàçåìëåííîãî âîäîåìà ïîêà-
çàíèÿ èç-çà çàçåìëåííîñòè çàíèæàþòñÿ íà 30�60%.
Óñòðàíèòü âëèÿíèå çàçåìëåííîñòè âîäû ïîçâîëÿåò
òðåõêàòóøå÷íûé ÈÁÑ (ðèñ. 2). Îí îòëè÷àåòñÿ îò äâóõ-
êàòóøå÷íîãî òåì, ÷òî òðåòüÿ ïëàíàðíàÿ êàòóøêà íà-
êëàäûâàåòñÿ íà ïåðâûå äâå è èìååò âûâîäû, ïîãðó-
æàåìûå â âîäó. Ñèãíàë íà âòîðîé êàòóøêå çàâèñèò îò
ñîïðîòèâëåíèÿ (ñîëåíîñòè) âîäû.  ýòîì ñëó÷àå ÈÁÑ
íå ñîïðèêàñàåòñÿ ñ âîäîé (ïîìåùàåòñÿ â ãåðìåòè÷íûé
êîðïóñ), è ïîýòîìó îáìîòêè êàòóøêè ìîãóò áûòü âû-
ïîëíåíû ìåäíûì ïðîâîäîì ñ ëàêîâîé èçîëÿöèåé. Òàê
êàê íà ýëåêòðîäàõ ñèãíàë âûñîêî÷àñòîòíûé è ìàëîãî
óðîâíÿ (äåñÿòêè ìÂ), ýëåêòðîäû íå äåãðàäèðóþò.
ÏÐÈÁÎÐÛ ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈß ÑÎËÅÍÎÑÒÈ ÂÎÄÛ
ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ ÈÍÄÓÊÒÈÂÍÛÕ ÁÀËÀÍÑÍÛÕ ÑÅÍÑÎÐÎÂ
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå ñîâìåñòíîãî ãðàíòà REC 004
Ìèíîáðàçîâàíèÿ ÐÔ è Àìåðèêàíñêîãî ôîíäà ãðàæäàíñêèõ èññëå-
äîâàíèé è ðàçâèòèÿ.
Ãåíåðàòîð
Óñèëèòåëü,
äåòåêòîð,
èíäèêàòîð
Èñòî÷íèê
ïèòàíèÿ
Êîðïóñ ïðèáîðà
à
á
Ñîñóä
èç äèýëåêòðèêà
Ïåðâàÿ
êàòóøêà
Âòîðàÿ
êàòóøêà
Ðèñ. 1. Äâóõêàòóøå÷íàÿ ÈÁÑ
ÂîäàÂîäà
Ýëåêòðîäû
Òðåõæèëüíûé êàáåëü
Áëîê
ïèòàíèÿ
Ïåðñîíàëüíûé
êîìïüþòåð
220 Â
Ãåíåðà-
òîð
Óñèëèòåëü,
äåòåêòîð
Âîäîåì
Ïåðâàÿ êàòóøêà
Âòîðàÿ êàòóøêà
Òðåòüÿ êàòóøêà
Ðèñ. 2. Òðåõêàòóøå÷íàÿ ÈÁÑ
Ãåðìåòè÷íûé êîðïóñ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 2
57
ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ È ÝÊÎËÎÃÈß
Ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà ïðèáîðà äëÿ îïðåäåëåíèÿ
ñîëåíîñòè âîäû ïîêàçàíà íà ðèñ. 3. Íà òðàíçèñòîðàõ
VT1 è VT2 ðåàëèçîâàí àâòîãåíåðàòîð íà îñíîâå àíà-
ëîãà íåãàòðîíà ñ N-îáðàçíîé âîëüò-àìïåðíîé õàðàê-
òåðèñòèêîé ìåæäó êëåììàìè à�á [2, ñ. 166]. ×àñòî-
òîçàäàþùèìè ýëåìåíòàìè ÿâëÿþòñÿ ïåðâàÿ êàòóøêà
ÈÁÑ L1 è êîíäåíñàòîð C2. Ðàáî÷àÿ ÷àñòîòà óñòàíàâ-
ëèâàåòñÿ âûáîðîì åìêîñòè êîíäåíñàòîðà C2 ïîðÿäêà
2�4 ÌÃö. Íà òðàíçèñòîðàõ VT3 è VT4 ðåàëèçîâàíû
óñèëèòåëü è ýìèòòåðíûé ïîâòîðèòåëü. Äèîäû VD1 è
VD2 âõîäÿò â àìïëèòóäíûé äåòåêòîð, íàãðóæåííûé
íà ýëåêòðîìàãíèòíûé èíäèêàòîð (50 ìêÀ). Óñòðîé-
ñòâî ïîòðåáëÿåò òîê îêîëî 6 ìÀ è ïèòàåòñÿ îò áàòà-
ðåéêè ñ íàïðÿæåíèåì 9 Â.
Ïåðâàÿ êàòóøêà ÈÁÑ ïðèáîðà äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñî-
ëåíîñòè ïèòüåâîé âîäû íåïîäâèæíà è âûïîëíåíà ñ
ïðèìåíåíèåì ïðîðåçåé â âèíèïëàñòîâîé ïëàòå (òîë-
ùèíîé 1,5 ìì) ìåäíûì ïðîâîäîì ñ õëîðâèíèëîâîé
èçîëÿöèåé äèàìåòðîì 1,2 ìì, ÷èñëî âèòêîâ ðàâíî N=9,
ðàçìåðû (ñì. ðèñ. 1) a=b=50 ìì. Âòîðàÿ êàòóøêà
ÈÁÑ, òàêàÿ æå, êàê è ïåðâàÿ, ìîæåò ïåðåìåùàòüñÿ
îòíîñèòåëüíî ïåðâîé êàòóøêè äëÿ äîñòèæåíèÿ áàëàí-
ñà ÈÁÑ, çàòåì çàêðåïëÿåòñÿ. Áàëàíñèðîâêà îñóùå-
ñòâëÿåòñÿ ïðè ïîìåùåíèè êàòóøåê ÈÁÑ â äèñòèëëè-
ðîâàííóþ âîäó. Çàòåì ÈÁÑ ïîìåùàåòñÿ â âîäó ñ ðàç-
ëè÷íîé êîíöåíòðàöèåé ïîâàðåííîé ñîëè äëÿ ãðàäóè-
ðîâêè ïðèáîðà. Íà øêàëó èíäèêàòîðà íàíîñÿòñÿ ñîîò-
âåòñòâóþùèå îòìåòêè ñîëåíîñòè â ã/ë (ìîæíî â �).
Ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà ïðèáîðà äëÿ îïðåäåëåíèÿ
ñîëåíîñòè çàçåìëåííîé âîäû òà æå, íî ðåçèñòîð è
èíäèêàòîð îòñóòñòâóþò. Ýëåêòðîäû îò òðåòüåé êàòóø-
êè ðàçìåùåíû íà êðûøêå ãåðìåòè÷íîãî êîðïóñà,
èìåþò äèàìåòð 3 ìì, ðàñïîëîæåíû íà ðàññòîÿíèè
50 ìì.  ãåðìåòè÷íîì êîðïóñå íàõîäÿòñÿ êàòóøêè
ÈÁÑ, íàìîòàííûå ïðîâîäîì ÏÝÂ-0,2 (N=15) íà òðåõ
ïëàòàõ èç ïîëèñòèðîëà ðàçìåðàìè 1×35×68 ìì ñ ïðî-
ðåçÿìè ïî óãëàì, à òàêæå ïå÷àòíàÿ ïëàòà ñ êîìïîíåí-
òàìè ñõåìû.
Ïðèáîð ïîìåùàåòñÿ â âîäó íà øòàíãå, ñâÿçü ñ íèì
îñóùåñòâëÿåòñÿ òðåõæèëüíûì êàáåëåì. Îäíà åãî æèëà
çàçåìëåíà, âòîðàÿ ïîäêëþ÷åíà ê èñòî÷íèêó ïèòàíèÿ,
à òðåòüÿ, ñèãíàëüíàÿ, ïîäêëþ÷àåòñÿ ÷åðåç àíàëîãî-öèô-
ðîâîé ïðåîáðàçîâàòåëü ê ïîðòó ïåðñîíàëüíîãî êîì-
ïüþòåðà. Ñïåöèàëüíàÿ ïðîãðàììà, îáðàáàòûâàÿ èíôîð-
ìàöèþ â ðåæèìå ðåàëüíîãî âðåìåíè, ñòðîèò ãðàôèê,
îòîáðàæàþùèé èçìåíåíèå ñîëåíîñòè âîäû â çàâèñè-
ìîñòè îò ïðîéäåííîãî ñóäíîì ðàññòîÿíèÿ.
Ãðàôèêè çàâèñèìîñòè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïðè-
áîðà îò ñîëåíîñòè âîäû ïðè òåìïåðàòóðàõ 12, 24 è
36°Ñ ïîêàçàíû íà ðèñ. 4. Òåìïåðàòóðíûå êîýôôèöè-
åíòû âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïðè ñîëåíîñòè áîëåå
2 ã/ë íå ïðåâûøàþò 1%/°Ñ. Ýòî ïîçâîëÿåò äëÿ âûÿâ-
ëåíèÿ çîí ñ àíîìàëüíûì èçìåíåíèåì ñîëåíîñòè âîäû
Àçîâñêîãî ìîðÿ ñî ñðåäíåé ñîëåíîñòüþ 4 ã/ë íå ó÷è-
òûâàòü âëèÿíèå òåìïåðàòóðû âîäû. Äëÿ ïðåñíîâîä-
íûõ âîäîåìîâ ñî ñðåäíåé ñîëåíîñòüþ âîäû ìåíåå
1 ã/ë âëèÿíèå òåìïåðàòóðû âîäû áîëåå ñèëüíîå, è åãî
íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Ðóìÿíöåâ Ê. Å., Íåãîäåíêî Î. Í., Ñåìåíöîâ Â. È. Äàò÷èêè
íà îñíîâå èíäóêòèâíûõ áàëàíñíûõ ñåíñîðîâ // Ýëåêòðîìåõàíè-
êà.� 1995.� ¹ 4.� Ñ. 99�104.
2. Ñåðüåçíîâ À. Í., Ñòåïàíîâà Ë. Í., Ãàðÿèíîâ Ñ. À. è äð.
Íåãàòðîíèêà.� Íîâîñèáèðñê: Íàóêà, 1995.
Ðèñ. 3. Ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà ïðèáîðà
VT1
VT2
VT3 VT4
C1
47í
C2
270
R1
27k
C3
47í
R2
6.8k
R4
1,6k
R3
3,9k
R5
0...100
R6
1,7k
C 4
R7
1k
C5
47í
VD1
VD2
R8
10k
C6
47í
R9
10k
B1
L2
ÈÁ Ñ
L1
47í
+E (9B)
à
áá
à
Â)
VT1�VT4:KT315; VD1, VD2:Ä9Â
,
36 0C
24 0C
12 0C
36°Ñ
24°Ñ
12°Ñ
Uâûõ, Â
2
1
0 2 4 NaCl, ã/ë
Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ îò
ñîëåíîñòè âîäû ïðè ðàçëè÷íîé åå òåìïåðàòóðå
|