автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Частотный контактный микропроцессорный кондуктомер

На правах рукописи

Серегин Михаил Юрьевич

ЧАСТОТНЫЙ КОНТАКТНЫЙ МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ КОНДУКТОМЕТР

Специальность 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

-Автореферат диссертации нг соискание ученой сгспедн какдщдаз технических наук

Тамбоз - 1996

Работа выполнена в Тамбовском государственном техническом университете

Научный руководитель;

доктор технических наук, профессор Б.И.Герасимоэ. Официальные оппонента:

доктор технических наук, профессор Р.М.-Ф. Салихджанова кандидат технических наук, доцент ЕАЛеонгьев

Ведущая организация - Московская государственная академия химическог машиностроения

Защита диссертации состоится °2А " НОдЯрй 1996 г. в 12. часов на заседании диссертационного совета К 064.20.03 Тамбовского государственного технического университета по адресу. 392000, Тамбов, ул. Советская, д.106, Большой зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Ученый секретарь да ссртационного совета

. Чуриков АА.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Ковдуктометрические методы анализа жидкостей используются для контроля жидких технологических сред в химической, электронной, микробиологической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Повышение качества продукции (реактивов, красителей, волокон, пленок и т.п.) зависит от точности и надежности контроля технологических процессов, в ходе которых определяется концентрация растворов, солесодержание воды и другие параметры жидкостей, связанные с их удельной электрической проводимостью (УЭП). Контактные кондуктометры являются одними из самых распространенных приборов контроля качества веществ и в первую очередь растворов электролитов.

Для эквивалентного отображения кода пробы раствора электролита, связанного с информативным параметром состава вещества (концентрацией), в последние годы активизировалась работа по созданию частотных методов контроля удельной электрической проводимости растворов электролитов, обладающих, по сравнению, с известными, повышенной точностью и помехозащищенностью.

Внедрение в кондуктометрическую измерительную практику микро-процессоров позволяет улучшить метрологические и эксплуатационные характеристики контактных кондуктометров: уменьшить погрешности измерений, увеличить диапазон измерения, расширить возможности прибора по обработке первичной информации, произвести учет возмущающих факторов и уменьшить их влияние на результат измерения.

Таким образом, разработка частотного контактного микропроцессорного кондуктометра (ЧКМК) повышенной точности и помехозащищенности, является актуальной задачей.

Предмет исследования. Модели растворов электролитов. Сигналы, используемые для питания измерительных цепей кокдуктометрических анализаторов. Методика проектирования частотных контактных микропроцессорных кондуктометров.

Цель работы. Повышение точности измерения УЭП и улучшение эксплуатационных характеристик ЧКМК.

Для достижения цели необходимо решить следующее задачи:

- усовершенствовать математическую модель объекта кондуктомет-рического контроля(ОКК);

- выявить информационные способности способов Б-метрки;

- изучить характер влияния формы сигнала питания измерительной цепи кондуктометра на погрешность измерения УЭП;

- разработать методику проектирования ЧКМК, оптимально соответствующую объекту кондуктометрического контроля;

- создать гшпараггаое и программное обеспечение ЧКМК;

- определить метрологические характеристики ЧКМК;

- апробировать ЧКМК в реальных условиях эксплуатации.

Методы исследования. В диссертационной работе использованы

методы системного анализа, математического моделирования, технической кибернетики, системотехники и метрологии.

Научная новизна:

При проведении работы впервые:

- для улучшения метрологических характеристик ЧКМК предложено использовать два новых метода Р- метрик;

- для основных типов сигналов питания измерительной цепи кондуктометров определен характер их прохождения через контролируемые цепи;

предложена методика проектирования ЧКМК, учитывающая характер взаимодействия объекта ковдуктометрического контроля и ЧКМК;

- выявлены причины появления погрешностей в ЧКМК.

Практическая ценность:

Результаты теоретических и экспериментальных исследований нашли применение при создании:

- рекомендаций по использованию основных типов сигналов питания измерительной цепи кондуктометра;

- частотного контактного микропроцессорного кондуктометра с улучшенными метрологическими и эксплуатационными характеристиками;

- математического и метрологического обеспечения ЧКМК. Реализация ра5рщ;

Основные результаты теоретических и экспериментальных работ автора внедрены в промышленность и нашли применение при создании:

1) метода контроля солесояержания в процессе промывки пигмента на ПО "Пигмент";

2) частотного контактного микропроцессорного кондуктометра;

3) температурного канала приборов ТЕМП-070"; Апрр&щиа

Основные положения диссертацгаг»докладывались на 1 -ой .научной конференции ТГТУ (Тамбов, 1994), II научной конференции "Проблемы химии и химической технологии" (Тамбов, 1994), 1-ой научно-

технической конференции "Состояние и проблемы технических измерений" (Москва, 1994), II научной конференции ТГТУ (Тамбов, 1995), Российской электрохимической школе "Новейшие достижения в области электрохимических методов анализа" (Тамбов, 1995), Второй международной теплофизической школе "Повышение эффективности тепло-физических исследований технологических процессов промышленного производства и их метрологического обеспечения" (Тамбов, 1995), III научной конференции ТГТУ (Тамбов, 1996).

Публикации

Теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 23 печатных работах, включающих 5 статей. Новые способы контроля УЭП и концентрации защищены патентом РФ (2 изобретения). Структура тебрщ

Диссертационная работа состоит из введения, пяти п;ав, заключения, списка цитируемой литературы, включающего 78 наименований, 4 приложений. Основная часть диссертации изложена на 94 страницах > машинописного текста. Работа содержит 27 рисунков и 3 таблицы. Работа дополнена приложениями, размещенными на 23 страницах.

Содержание диссертации

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи работы. Раскрыты научная новизна и практическая ценность, приведены результаты апробации и реализации теоретических и практических исследований.

Первая глава посвящена литературному обзору современного состояния и перспективам развития коцдукгометрии.

Рассмотрены основные способы и методы исследований, используемые в кондуктометрическом анализе. Установлено, что повышение точности измерения достигается при использовании контактных перз' мекно - токовых методов.

Различают методы О, 7., ¥ и р - метрии контроля УЭП, причем последние обладают повышенной точностью и помехозащищенностью, Применение В измерительных схемах кондуктометров микропроцессорной -техника предопределяет развитие способов Б -метршо

Установлена, что известные модели объекта ковдуктометри^шсто контроля но обвепечншот адекватного отображения кеда пробы раетш--ра электролита. 9 ввади с этим необходимо разработать нозш модели и способы V' метрического контроля УЭП ПОТвШИНОЙ ТОЧНОСТИ Ч Помехозащищенности.

э

Показана необходимость учета влияния формы сигнала питания измерительной цепи кондуктометра на погрешность измерения УЭП растворов электролитов.

Выявлено, что до настоящего времени отсутствует методика проектирования ЧКМК, оптимально учитывающая свойства объекта кондук-тометрического контроля.

Во второй главе предложена новая модель раствора электролита, позволяющая использовать новые И- метрические способы контроля УЭП растворов электролитов в ковдуктометрическом преобразовательном элементе (КПЭ), повышающие точность и помехозащищенность.

Показано, что при классическом подходе модель раствора электролита в КПЭ рассматривается как чисто активное сопротивление, что не учитывает наличия в растворе реактивной составляющей, которая вносит дополнительную погрешность в результат измерения УЭП.

. В разработанной модели раствора электролита предполагается, что проводимость раствора Ур состоит из активной Ор и реактивной Вр про-водимостей : ¥р= вр + з Вр-

Активная составляющая Ор возникает за счет перемещения ионов вещества от одного электрода к другому под действием электрического поля. Основным фактором, определяющим это слагаемое является ми-фация ионов, вызываемая наличием градиента потенциала в растворе. При этом энергия, затрачиваемая на перемещение ионов превращается в тепловую и расходуется на нагрев раствора.

Возникновение реактивной составляющей Вр обусловлено тем, что под действием электрического, поля в растворе происходит как мгновенное , так и релаксационное смещение (поляризация) электрических зарядов, которые по устранении поля возвращаются в исходное положение.

Согласно теории Дебая - Хюккеля каждый ион в растворе окружен ионной атмосферой противоположного знака. Плотность заряда ионной атмосферы уменьшается по мере удаления от иона, причем общий заряд атмосферы равен по величине и противоположен по знаку заряду иона.

Наложение внешнего электрического поля нарушает сферическую симметрию распределения ионов в ионной атмосфере, так как окружающий центральный ион противоположно заряженный объем жидкости движется к электроду другого знака, что служит причиной электро-форетического торможения, которое формально аналогично.увеличению вязкости среды. Кроме того, при перемещении иона перед ним образуется новая ионная атмосфера, а за ионом исчезает старая. Так как скоро-

ста их образования и исчезновения сравнимы со скоростью перемещения иона, ионная атмосфера становится асиметричной относительно движущегося иона и тормозит его Вследствие электростатического взаимодействия. Использование переменного тока при измерении УЭП приводит к тому, что за счет перераспределения ионной атмосферы при движении иона в различных направлениях возникает эффект, эквивалентный увеличению индуктивности, которая, кроме того, определяется возникновением силы Лоренца при движении ионов как заряженных частиц.

Результаты имитационного моделирования показали, что электрическая схема замещения раствора в КПЭ может быть представлена как некоторая матрица элементарных проводимостей, зависящих от свойств отдельных ионов. При этом интегральная оценка проводимости может быть упрощенно представлена в виде резонансного контура, например, последовательного, представленного на рис.1.

„ _ _ в'1К? _ аС-ю'ЬС2

При этом в. = --- , В, = ---5- ,

' (1-огЬС)Чо'Я'С' ^-о'ЬС^+в'К'С*

где Л, Ь, С - соответственно активное сопротивление, индукгив-ность и емкость раствора электролита в КПЭ, со - циклическая частота питающего напряжения.

Модуль относительной погрешности Ы измерения активной составляющей раствора электролита, вызванный наличием реактивных компонентов определяется по формуле:

График зависимости погрешности )е| от частоты { питающего напряжения представлен на рис.2

На рис.3 приведены результаты экспериментальных исследований влияния частоты Г на погрешность Ы, из которых видно, что для каждой концентрации раствора электролита существует своя оптимальная часто» та, на которой контроль концентрации раствора электролита производится с минимальной погрешностью. о

В работе предложены два новых метода Р - метрии, в основу которых заложен предшествующий вывод.

Первый метод заключается.в следующем. Производится измерение УЭП раствора электролита на различных частотах. На каждой из частот определяется погрешность результата измерения УЭП, На частоте, при

которой наблюдается минимальная погрешность, влиянием реактивной составляющей на результат измерения УЭП можно пренебречь. Полученное на згой частоте значение УЭП принимается в качестве инфор-

мативного параметра.

Рис. 1 Схема замещения раствора электролита в КПЭ.

w.%

3.6 2.8

2.0 1.2

0.4

160 270 390 500 610 720 830 940 1050 ГГц £ис. 2 График зависимости погрешности ¡е| от частоты f.

H.*F 1.2

140 270 410 540 670 800 940 1100 f,Гц

Рнс.З График зависимости погрешности |s| от частоты f по результатам экспериментальных исследований для раствора NaCl с концентрацией: I - 32 г/л; 2 - 87 г/л; 3 - 108 г/л

Недостатком данного способа является значительно© количество измерений УЭП и, следовательно, значительная длительность эксперимента. Однако, он обеспечивает высокую точность измерения УЭП рас-

твора электролита за счет уменьшения влияния реактивной составляющей проводимости на результат измерения.

Второй предложенный способ измерения УЭП основан на определении значения частоты, при которой наблюдается экстремальная девиация частоты. За результат принимается значение удельной электрической проводимости, определяемое из градуировочной характеристики по оптимальной частоте. Он заключается в измерении частоты через равные промежутки времени, контроле резонансной частоты и расчете параметров электролита по этой частоте. Исследования проводят в нестабилизи-рованном температурном поле и для учета влияния возмущающего фактора (температуры) дополнительно осуществляют контроль частоты на ячейке с нормированными характеристиками в том же температурном поле. Управляя частотой генератора, регистрируют девиацию частоты, по которой определяют оптимальную частоту раствора электролита, соответствующую экстремальной погрешности измереш1я частоты. По этому значению определяется искомая концентрация или УЭП раствора электролита.

В отличие от предыдущего, способ не требует высокоточной измерительной цепи (канала меры), но возникает необходимость построения градуировочной характеристики (зависимости концентрации (УЭП) от оптимальной частоты), которая зависит от применяемых первичных измерительных преобразователей и анализируемого вещества. Поэтому этот способ целесообразно применять только тогда, когда состав анализируемой пробы известен и для него построена градуировочная характеристика.

Taxe как целью данной работы является создание высокоточного кондуктометра, позволяющего измерять УЭП различных растворов элех-тролшов, то целесообразно использовать первый способ. При создании приборов, контролирующих проводимость известного электролита, желательно использовать второй способ, так как устройства, построенные на его базе, дешевле и не требуют жесткой температурной компенсации.

Третья глава посвящена изучению влияния формы сигнала питания измерительной цепи кондуктометров на погрешность кзмерешю УЭП.

В данной глазе для модели раствора электролита в КПЭ типа последовательного резонансного контура построена математическая модель зависимости погрешности измерения УЭП раствора электролита от формы сигнала питания измерительной цепи кондуктометра. Определены оптимальные типы сигналов для использования в кондуктометр ичсских

анализаторах. Представлены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие достоверность полученных моделей.

Критерий равенства токов через КПЭ и тока в канале меры кондуктометра с упрощенной структурой, представленной на рис.4, может быть записан:

тд : т/з

Ji,dt«fi,dt (1)

• •

где Т - период сигнала, ix - мгновенное значение тока через ПИП, if - мгновенное значение тока в канале меры.

При использовании в . качестве сигнала питания гармонического сигнала U = U,*, sin(®t + у)' основное уравнение цепи КПЭ УЭП можно записать в виде:

L^ + b.+ijiMt. и„,sin(«t + v), iJt-o -О,

• где L, С, g - эквивалентные индуктивность, емкость и проводимость раствора электролита, помещенного в КПЭ, Uma* -амплитуда, ш-циклическая частота, у- начальна^ фаза питающего напряжения.

Приближенное решение полученного уравнения имеет вид: '« = ^„„G sin(at + v - <j>),

где G = ) 1 , , я> = arctg^oi, -

И'

Для учета влияния различных гармоник входного сигнала, имеющего различную форму (пилообразный, меандр и др.) воспользуемся принципом суперпозиций и, переходя к разложению входного сигнала в

ряд Фурье, получаем:

® • • «

U = £ a, eos fot + £ b, sin tot = £ ü, cos(i«)t + v,) = U,án(iat + - + v,)

где

е и, = д/а|Ть?, = , а„ ^ - коэффициенты Фурье.

Из критерия равенства токов (1) после некоторых преобразован^ получаем выражение для проводимости канала меры:.

|М. со<;д + . Ф|). С0<У| . 9|)

8, = . у : —.

^-Г^-(С0!!(к - ф() - С05<р,)

1.1 К»

Погрешность измерения УЭП определяется по формуле:

В

8 ь С

иг-О^^ЯЬ

&г

-о

и

Устройство сравнения токов

Рис. 4 Структурная схема измерительного устройства

Результаты экспериментов подтверждают теоретические исследования. Сопоставление теоретических и экспериментальных данных показало, что их расхождение не превышает 5 %.

Показано, что для измерений УЭП, использующих частотные методы, целесообразно использовать сигнал типа "меандр", для О - метрических способов измерения УЭП - гармонический сигнал, что позволяет существенно снизить погрешность измерения УЭП растворов электролитов.

В четвертой главе представлена методика проектирования частотного контактного микропроцессорного кондуктометра, позволяющая повысить точность и помехозащищенность проектируемого прибора, за счет оптимального учета свойств объекта кондуктомстрнческого контроля.

Для теоретического обоснования методики проектирования ЧКМК использованы разработанные принципы построения ЧКМК, сформулированные в виде правил (П) и следствий (С), обоснование которых представлено в диссертации.

П1. Необходимым условием определения состава и свойств веществ является наличие исследуемого объекта кондукгометрического контроля (ОКК) и-его схемы замещения. П2.Достаточным условием определения состава и свойств веществ является адекватность схемы замещения физическому ОКК с заранее заданной степенью точности, определяемой по погрешности исследуемых параметров состава и свойств веществ. С1.Схемы замещения ОКК эквивалентны, если они выбраны с заданной

степенью точности. С2. Схема замещения могсет не отражать все свойства ОКК и внешние возмущения, если обеспечивается определение исследуемого параметра состава или свойства объекта с заданной степенью точности. СЗ. Целесообразно использовать схему замещения, выраженную в явном виде. ПЗ. Необходимым условием контроля состава и свойств веществ является сравнение исследуемого сигнала о состава и свойстве вещества и программно-управляемого образцового эталонного сигнала. П4Достаточным условием является контроль исследуемого сигнала о составе и свойствах вещества по программно - управляемому образцовому эталонному сигналу со степенью точности, определяемой по погрешности исследуемых параметров состава и свойств веществ. С4. Любая система обладает собственной оптимальной частотой.С5.Г1рк соответствии эталонного сигнала оптимальной частоте ОКК погрешность контроля минимальна. Сб. При контроле состава и свойств с мгапшаль-ной погрешностью, сравнение эталонного и исследуемого сигнала происходит на оптимальной частоте. П5. Необходимым и достаточным ус. ловием'Оптимального контроля состава и свойств веществ является: соответствие исследуемых параметров калибровочным в диапазоне контроля; достаточным условием является контроль с заданной точностью, определяемой погрешностью калибровки по образцах! с нормированными характеристика}.«:. С7. Увеличение числа эталонов снижает погрешность определения параметров состава и свойств Егщгств. С8. Чувствительность калибровки пропорциональна количеству эталонов с нормированными харакгерцепшшн. С9. Гибкость ЧКМК определяется качеством про1раш,шого упрашхешиг. СЮ. Программно-управляемая калибровка дифференцирует первичкш». тысргясзышП преобразователь (ПП) ЧКМК до матричной структуры. СИ. Програтаю-управлкеыая калибровка интегрирует ыезду собой 1ПП я вггшеятеяь в сенсорный прибор.

Данные прайма .и следствия позкшшн разработать методику про-ектировашш концуюгометроз, дакюшальио точно учитывающую свойства ОКК с заранее заданной ширешкостьгэ.

На первом этапе на основе еналпза ОКК (1) (см. рис.5) в соотагг-ствни с П1 строится множество модаяей ОКК (2) из которого, используя П2 н С1,С2,СЗ, производится выбор мэдеян ОКК (3) (контактная или бесконтактная кондукгомгтр:ш, - метрнчесюШ метод контроля).

По выбранной модели ОКК осушсстшястсг предварительный выбор метода (способа) определения искомого параметра ОКК (б) (постоянный или переменный ток, вид сигнала; гармонический, "пилообразный", меандр). Исходя из-выбранных модели ОКК (3) п метода (6), формируются

требования к математическому (4) (МО) и аппаратному (5) (АпО) обеспечениям.

Таким образам, к концу первого этапа имеются сформулированные требования к МО и АпО ЧКМК.

На втором этапе, исходя из предварительного выбора метода (6) и основываясь на ПЗ,П4 и С4,С5,С6, выбирают сигнал (7), несущий информацию об искомом параметре ОКК. На основе сделанного выбора (7), используя предварительный выбор метода (6),. окончательно определяют метод (способ) определения искомого параметра о составе или свойстве ОКК (8), по которому,используя результаты первого этапа (4), уточняют МО (9). По МО (9) разрабатывают алгоритм работы ЧКМК

(10), на основе которого создается первоначальный вариант ПО ЧКМК

(11). По выбранному методу (8) с учетом результатов предыдущего этапа (5)-и требований,предъявляемых ПО (11),разрабатывают АпО ЧКМК(12).

Таким образом, к концу второго этапа разработаны программное и аппаратное обеспечение кондуктометра.

На третьем этапе по выбранному методу (8), основываясь на П5, разрабатывается модель калибровки (13), по которой, используя С. 7, 8, определяется необходимое число образцов с нормированными характеристиками (14). По выбранному методу (8), модели калибровки (13), числу эталонов (14) создается метрологическое обеспечение (совокупность методов, позволяющих снизить погрешность измерения), по которому с учетом результатов второго этапа (9) окончательно разрабатывается МО (16). На основе МО (16), используя результаты предыдущего этапа (10) и С9, СЮ, СИ, создается алгоритм работы ЧКМК (17), по которому с учетом результатов второго этапа (11) окончательно формируется ПО (19).

Окончательная разработка АпО (18) выполняется по результатам второго этапа (12) с учетом необходимого числа эталонов (14), требований метрологического (15) и программного (19) обеспечений. Наличие обратных связей между ПО (11) (19) и АпО (12) (18) на всех этапах проектирования позволяет достичь оптимального сочетания аппаратных и программных средств, сокращая материальные затраты и время необходимое для разработки оптимальной конструкции ЧКМК.

Таким образом, к концу третьего этапа имеются полностью сформированные программное и аппаратное обеспечения, позволяющие построить кондуктометр с улучшенными метрологическими и эксплуатационными характеристиками , оптимальным образом учитывающий свойства реального ОКК.

и

Рис. 5 Структурная схема методики проектирования ЧКМК

Таким образом, к концу третьего этапа имеются полностью сформированные программное и аппаратное обеспечения, позволяющие построить кондуктометр с улучшенными метрологическими и эксплуатационными характеристиками , оптимальным образом .учитывающий свойства реального ОКК.

В пятой главе представлены результаты проектирования ЧКМК по методике, изложенной в главе 4, cri архитектура, алгоритм функционирования, метрологические характеристики, произведена оценка погрешностей в реальных условиях эксплуатации и приведены результаты апробации. .

Структурная схема ЧКМК приведена на рис.6. В основу действия прибора заложен первый способ измерения УЭП, описанный в главе 2. Прибор работает следующим образом. В зависимости от режима работы прибора ко входу измерительной цепи (ИЦ) подключается первичный

измерительный преобразователь УЭП (КПЗ *) или первичный измерительный преобразователь температуры (ПИП 0. Токи, протекающие через КПЗ (ПИП) и через активную проводимость, суммируются в ИЦ и преобразуются в выходное напряжение, поступающее на компаратор (К). Сигнал с К поступает в микропроцессорный контроллер (МК), который в зависимости от пришедшего сигнала изменяет активную проводимость ИЦ, добиваясь равенства токов. Сервисный интерфейс (СИ) обеспечивает взаимодействие МК и ИЦ. Программно - управляемый генератор частоты (ПУТЧ) вырабатывает переменное напряжение, подаваемое на ИЦ и ПИП, частота которого устананашшвается МК. Интерфейс ввода-вывода (ИВВ) служит для вывода результата измерения на индикацию и ввода команд с клавиатуры. Связь с внешней ЭВМ осуществляется через программируемый порт (ПП).

Рис.6 Структурная схема ЧКМК

Разработанный микропроцессорный кондуктометр имеет следующие основные технические характеристики:

Диапазон измерений, См/м 1(Н - 150

Предел допускаемой основной приведенной погрешности, Я5 0.5 Дополнительная погрешность:

от изменения температуры анализируемой жидкости, % 0.6 от отклонения температуры окружающего воздуха от нормальной

• 20" С на каждые 10° С 0.5Дс

от изменения напряжения тгпшия 220;g В 0.5Дс

Максимально возможная приведенная погрешность контроля УЭП при колебаниях вышеперечисленных влияющих факторов не более 2.1% от ближайшего верхнего десятичного разряда диапазон» измерения.

Применение разработанного частотного контактного микропроцессорного кондуктометра в процессе контроля солесодержания в пигменте на ПО "Пигмент" (г. Тамбов) позволило значительно повысить точность проводимых измерений и снизить время проведения анализа, что дает ожидаемый экономический эффект около 2 млн. руб. в год на один прибор.

Б процессе создания ЧКМК для учета влияния температуры на результат измерения УЭП был разработан температурный канал, что позволило дополнительно использовать его в приборах серии "ТЕМП-070" в процессе контроля теплофизических характеристик материалов в РКК "Энергия" (г.Москва).

В приложении приведены таблицы с результатами машинного моделирования, результаты экспериментов, акты внедрения результатов работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Доказана возможность повышения точности ЧКМК на базе использования новых методов F- мстрии контроля УЭП с программным управлением частоты и представлением модели раствора электролита в КПЭ в виде резонансного контура.

2. Для сигналов питания измерительной цепи ЧКМК различных типов определен характер изменения их формы при прохождении через преобразовательные цепи.

3. Предложена в разработана методика проектирования ЧКМК, учитывающая особенности реального объекта кондукгометрического контроля. Эта метр дика уменьшает аппаратную и программную избыточность кондуктометра, и дополнительные погрешности результата определения информативного параметра пробы раствора электролита.

4. Экспериментально определены метрологические характеристики ЧКМК с использованием новых методов F - метрик контроля УЭП и оптимальной формой типа "меандр" сигнала лнтанид измерительной цепи кондуктометра.

5: Теоретически, исследован вопрос о погрешностях ЧКМК в реальных условиях эксплуатации при колебаниях значений неинформатщз-ных параметров кондукгометрического измерительного процесса.

6. Проведена апробация ЧКМК в реальных условиях эксплуатации для контроля солесодержания пигментов на ПО "Пигмент" (г. Тамбов) и

и

в качестве температурного канала приборов серйи ТЕМП-070 в РКК "Энергия" (г.Москва).

Экономический эффект от внедрения ЧКМК составляет 2 млн. рублей в год на один прибор.

Основные материалы, отражающие результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

1. Частотные методы контроля концентрации жидких проводящих сред. /Б.И.Герасимов , Е.И. Глшдаш , М.Ю. Серегин и др.// I научная конференция ТГТУ: Тез. докл. -Тамбов, 1994.- С.62

2. Методика выполнения аналитических измерений / Б.И. Герасимов , Е.И.Глшшш, М.Ю. Cepenm.ii др. // Состояние и проблемы технических измерений: Тездокл,- М., 1994.- С.151

3. Методика проектирования программно - управляемых средств измерения. /Б.И. Герасимов , Е.И. Глинкин, М.Ю. Серегин и др. //Метрология.- 1994.- N 8,- С.3-12.

4. Автоматизированные технические средства метрологического обеспечения микропроцессорных кондукгометрических анализаторов /Б.И.Герасимов, М.Ю.Серепш, С.В.Мишенко и др. //Метрология.-1994,- N 10.- С.20-32.

5. Принципы построения и проектирования микропроцессорных кондукгометрических анализаторов / Б.И.Герасимов , Е.И.Глинкин , МЛО.Серегин и др.//Измерительная техника.- 1994.- N11.- С.68-70.

6. Модель раствора электролита. / Б.И. Герасимов , Е.И.Глинкин, М.Ю.Серегин и др. //Измерительная техника.- 1995.- N2.- С. 19-20.

7. Серегин М.Ю. Определение оптимальной формы сигнала питания измерительной цепи кондукгометрических аналитических приборов //II научная конф. ТГТУ: Тездокл. - Тамбов, 1995.- С.93.

8. Серегин М.Ю., Власов М.Е. Измерительно - вычислительная система для определения параметров состава и свойств электролитов. //II научная конф. ТГТУ: Тездокл. - Тамбов, 1995.- С.94.

9.Герасимов Б.И., Глннкин Е.И.,Серегин М.Ю. Технология проектирования частотного кондуктометра // Новейшие достижения в области электрохимических методов анализа: Тездокл. Российской электрохимической школы, Тамбов, 1995.- С.52.

10. Серегин М.Ю. Влияние формы импульсов питания на погрешность кондукгометрических измерений. // Новейшие достижения в об-

ласти электрохимических методов анализа:. Тез докл. Российской электрохимической школы, Тамбов, 1995.- С.53.

П.Серегин М.Ю., Аборина Н.Г., Черноптазова И.В. Программное обеспечение частотного микропроцессорного кондуктометра. // Новейшие достижения в области электрохимических методов анализа: Тез .докл. Российской электрохимической школы.- Тамбов, 1995.- С.54.

12.Имитационное моделирование программно - управляемых преоб-разо-вательных элементов кондуктометров./ Б.И.Герасимов, Г.В.Названцева, М.Ю.Серегин и др.// Новейшие достижения в области электрохимических методов анализа: Тездокл. Российской электрохимической школы.- Тамбов, 1995.- С.55.

13.Проблемы метрологического обеспечения компьютерных измерительных средств для решения задач тепломассопереноса./ Б.И.Герасимов, М.Е.Власов, М.Ю.Серегин и др.// Повышение эффективности теплофизических исследований технологических процессов промышленного производства и их метрологического обеспечения: Тез. докл. 2 международной теплофизической школы. - Тамбов, 1995.- С.257.

14. Оценка точности градуировочной характеристики. / Б.И.Герасимов, М.Ю.Серегин, М.Е.Власов и др.//Ш научная конференция ТГТУ: Тез. докл.- Тамбов, 1996,- С.85

15. Методика проектирования программно - управляемых аналитических приборов с учетом объекта аналитического контроля / Б.И.Герасимов, М.Ю.Серегин , Е.И. Глинкин и др. // Заводская лаборатория.- 1996.- N8.-C.18.

16.Патент N 2011983 (Россия). Способ определения концентрации электролитов и устройство для сто реализации. / Б.И.Герасимов, Е.И.Глинкин, М.Ю.Серетин и др. г Опубл. 1994,БИ,N8

те