Разработка и исследование приборов бесконтактного контроля удельной электропроводности жидких сред на основе использования бифуркационного режима связанных колебаний

• Автор: Кривобоков, Дмитрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 171 с.

Используемые сокращения

АГ - автогенератор.

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика.

БВ - блок вывода информационного сигнала.

БУ - блок управления.

ВАХ - вольтамперная характеристика.

Г - генератор.

ДН - делитель напряжения.

ДТ - делитель тока.

КК - колебательный контур.

МСК - модулированные связанные колебаний.

НИ - нуль индикатор.
НЭ - нелинейный элемент.
ОС - обратная связь.
ОСИ - образцовое средство измерений.
ОУ - операционный усилитель.
ПИП - первичный измерительный преобразователь. ПОС - положительная обратная связь.
УЭП - удельная электрическая проводимость.
ФД - фазовый детектор.
ЧЭ - чувствительный элемент.
ЭС - элемент связи.
ЭЭСЗ - электрическая эквивалентная схема замещения.
Содержание
Содержание
Введение
1 Классификация и сравнительный анализ существующих приборов контроля удельной электропроводности жидких сред
1.1 Контактные кондуктометры
1.2 Бесконтактные кондуктометры
1.2.1 Низкочастотные бесконтактные трансформаторные кондуктометры
1.2.2 Высокочастотные бесконтактные кондуктометры
1.2.2.1 Индукционные высокочастотные бесконтактные кондуктометры
1.2.2.2 Ёмкостные высокочастотные бесконтактные кондуктометры
1.2 Определение основных путей совершенствования приборов контроля электропроводности жидких сред
1.3 Способы повышения чувствительности первичных измерительных преобразователей (ПИП) на основе применения нелинейных режимов измерительных преобразований
2 Теоретическое исследование ПИП электропроводности жидких сред на основе использования режимов системы связанных колебаний
2.1 Колебательная система с одной степенью свободы
2.1.1 Свободные автоколебания в колебательной системе
кондуктометрического ПИП
2.2 Колебательная система с двумя степенями свободы в
кондуктометрическом ПИП
2.2.1 Автоколебательная система при внешнем гармоническом воздействии в кондуктометрическом ПИП
2.2.1.1 Асинхронный режим колебаний
2.2.1.2 Режим синхронных колебаний
2.3 Сравнение относительной чувствительности стационарных режимов системы связанных колебаний
1.4 Переходные режимы системы связанных колебаний кондуктометри-

ческого ПИП

2.4.1 Схема замещения автогенератора, синхронизированного внешним генератором
2.4.2 Выход из режима синхронизации
2.4.3 Сравнение теоретических результатов с численными экспериментами
2.4.4 Модель автогенератора ПИП с последовательным колебательным
контуром
2.5 Модель трансформаторного штыревого ПИП удельной электропроводности жидких сред
3 Экспериментальное исследование ПИП электропроводности жидких

3.1 Исследование штыревого трансформаторного варианта ПИП удельной электропроводности жидких сред
3.2 Исследование поведения колебательной системы вблизи
границы синхронизации
3.3 Исследование бифуркационного режима системы связанных колебаний. Время выхода из режима синхронизации
4 Практическая реализация прибора контроля на основе ПИП с использованием бифуркационного режима системы связанных колебаний
4.1 Разработанный вариант прибора бесконтактного контроля удельной электропроводности жидких сред на основе бифуркационного режима связанных колебаний
4.2 Расчёт параметров конструкции ПИП
5 Внедрение разработанного варианта прибора контроля удельной электропроводности жидких сред на основе ГОШ с использованием бифуркационного режима системы связанных колебаний
Заключение
Литература
Акт внедрения
Приложения
Откуда, после интегрирования (2.2) по времени И

(2.3 а)
где Ао - амплитуда начальных колебаний при 1= О,
Асх - амплитуда стационарных колебаний при Р-»оо.
В первом приближении фаза колебаний не зависит от амплитуды, однако во втором приближении эта зависимость появляется [21] и имеет вид:
Это значит, что во втором приближении система является не изохронной, т.е. появляется зависимость частоты колебаний автогенератора от амплитуды колебаний, пропорциональная квадрату от малого параметра п. Более того, с увеличением р, система совершает релаксационные колебания [20], [48], форма которых далека от синусоидальной. Очевидно также и то (2.3 а), (2.3 б), что величина ц в значительной мере будет определять режим и характер внешнего взаимодействия автогенератора, так как характеризует способность системы восстанавливать параметры автоколебаний при внешнем возмущении. Поэтому одним из основных параметров, подлежащих определению и нормированию, является именно малый параметр М»
Принципиальная схема реализации автогенератора приведена на рисунке 2.3.
Уравнение, описывающее работу схемы на рисунке 2.3. выглядит следующим образом:
с!ф_ ц2 Гп8-[32'
(2.3 б)
ей 16-соо I 3- а
16 - ш0 р=о

(2.4)