Устройство для анализа состава растворов Советский патент 1983 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к электрофи зическим измерениям физико-химически параметров электрически неоднородных жидких сред контактным методом и может быть использовано при необходимости контроля электропроводности i жидких сред при проведении химичерких и гальванических процессов. Известен э|1ектрический преобразователь для измерения концентрацийэлектролитов, основанный на измерени электропроводности. Преобразователь содержит электроды, помещенные в кон тролируемый раствор и включенные в измерительную цепь С1. Недостаток преобразователя состоит в том, что на результаты измерений влияют электродные процессы, что снижает точность измерений. Наиболее близким по техническгой сущности к предлагаемому является устройство для анализа растворов по электропроводности, которое содержит источник питания, который соединен с токовыми электродами, и измеритель напрях ения с потенциальными электрояагт 1Г2. Недостатком устройства является неточность измерения, обуславливаема тем, что при питании токовых электро дов наблюдается явление поляризации, выделение.ионов и изменение их концентрации в приэлектродном пространстве, соответственно появляется напряжение поляризации, искажающее результат измерения. . Особенно заметно это проявляется при малых концентрациях растворов. .Кроме того, на электродах протекают химические процессы электролиза и в связи с их загрязнением, наличием в ряде случаев процесса газообразования, изменяется действующая поверхность электродов, поэтому исключается возможность достоверно контро лировать электропроводность в течение длительного времени. Цель изобретения - повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее источник питания, который соединен с токовыми электродами, и измеритель напряжения с потенциальныг-ш электродами, снабже но одним потенциальным электродом, соединенным с первым входом- измерителя напряжения, второй вход измерителя напряжения соединен с одним из токовых электродов, а другой токовый электрод выполнен с диэлектрическим покрытием. На фиг.1 схематично представлено устройство; на фиг,2 - эквивалентная электрическая схема, Устррйотво содержит токовые электроды 1 и 2 и электрод 3 напряжения. Токовые электроды подключены к источ нику 4 питания ( Например, генератору переменного тока) , а электрод наПряжения к одной из клемм измерительного прибора 5 ( например, катодного вольтметра, вторая клемма прибора : / соединена с токовым электродом.. Электрод 1, используемый как емкостное сопротив.пение, покрытдиэлектрической оболочкой 6, а электроды 2 и 3 контактируют с контролируемой средой, например, электролитом. Ди.электрическую оболочку 6 подбирают таким образом,чтобы . Zc емкостное сопротивление где диэлектрической оболочки, (il .-частота генератора; емкость диэлектрической оболочки; сопротивление электролита между токовыми электродами. . При подключении источника питания по электролиту протекает ток 3 Устройство р.аботает следующим образом. ак как R-sf, , то J - i где , - нап:ряжение генератора. Между электродами 2 и 3 создается, напряжение UQ измеряемое прибором. 5 0(1,, зло,ъ. Кэло,, где К эл G,J сопротивление электролита между 2 и 3 элек.тродом, т.е. напряжение на измерительном приборе пропорционально сопротивлению жидкой среды (электролита) между .электродами 2 и 3. р Поскольку R эл 5 где р - удельное сопротивление электролита; В - расстояние между электродами I - площадь электродов, Р |б , где СТ - электропроводность электролита, причем (J jC-f-и х (,V + -+- V ) , где сС - коэффициент диссоциации, м - концентрация молекул, V.f,V - додвижности ионов, то R эл зависит от концентрации электролита и предлагаемое у тройство может применяться для измерения концентрации электрически неоднородных растворов. Рассмотренные выше соотношения приведены для случая подключения измерительного прибора к неизолированному токовому электроду, но прибор может быть подключен и к изолированному электроду. Так как Ьс. 1 эл , то нагрузкой генератора практически оказывается только сопротивление tJ диэлектрической оболочки токового электрода 1. Указанное сопротивление подбирается

за счет диэлектрической проницаемости и частоты генератора IV такой, чтобы нагрузка генератора оказалась малой, т.е. теки, протекающие через электролит, были малыми.

За счет уменьшения токов, а также изоляции одного из токовых электродов уменьшается влияние измерительного устройства на ксэнтролируемую среду (уменьшаются процессы поляризации, электролиза и газовыделения) и,

следовательно, повышается точность измерения, особенно при малых концентрациях электролита, а также повышается срок службы устройства, так как сохраняется чистота электродов.

Уменьшение нагрузки позволяет уменьшить мощность генератора,-при этом уменьшаются габариты измерительного устройства, а применение трех электродов вместо четырех позволяет упростить конструкцию.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА СОС-; ТАВА РАСТВОРОВ, содержащее источник (питания, который соединен с токовьпли электродами, и измеритель напряжения с потенциальными электродами, о т -i личающееся тем, что, с целые-повышения точности и упрсяцения, оно снабжено одним потенциальным электродом, соединенным с входом измерителя напряжения, другой вход измерителя напряжения соёданен с одним из токовых электродов, a другой токовый электрод выполнен с диэлектрическим покрытием. 4: а: а а:

7 ff

Фиг.г