Трехэлектродный датчик Советский патент 1984 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к изме рению электрофизических параметров жидкостей, а также жидкой фазы суспензий и коллоидных растворов, а именно диэлектрической проницаемост электропроводности и тангенса угла потерь жидкостей и жидкой фазы суспензий и коллоидных растворов, в св зи с контролем их состава, и может быть использовано в микробиологичес кой фармацевтической и пищевой промышленности в системах автоматическ Io контроля технологических процесс , Известен трехэлектродный датчик состоящий из двух потенциальных эле тродов и охранных колец ,П. Однако устройство не позволяет контролировать состав жидкой фазы суспензий и коллоидных растворов в производственных условиях, так как осуществляемые измерения имеют недостаточную точность. Наиболее близким к изобретению |является трехэлектродный датчик, содержащий потенциальные электроДЬ, один из которых снабжен зеземленным охранным электродом, внутри которого расположен стержень с каналом и выстуном на наружной части Однако известное устройство не может быть применимо для точного из мерения электрофизических параметров жидкой фазы суспензий и коллоид ных растворов, так как при помещени датчика в контролируемую суспензию или коллоидный раствор в чувствител ную область датчика вместе с жидкой фазой будут проникать дисперсные частицы, что снижает точность измерения электрофизических параметр жидкой фазы. Кроме того, известное устройство не может быть использовано для контроля состава жидкой фазы в потоке суспензии или коллоид ного раствора, так как датчик явля ся погружным и не можен выполнять, функции проточного датчика, что ог раничивает возможности его эксплуа тации. Цель изобретения - повышение то ности определения электрофизически параметров жидкой фазы суспензий и коллоидных растворов и улучшение эксплуатационных качеств датчика. Цель достигается тем, что трехэлектродный датчик, содержащий потенциальные эл :жтроды , один из которых снабжен заземленным охранным ::)лектродом, )знутри которого расположен стержень с каналом и выступом на наружной части, содержит мембрану,, установленную герметично на входе в рабочую полость датчика, и опорное сито, причем мембрана электрически контактна с опорным ситом, которое одновременно выполняет функцию дополнительного охранного электрода, а стержень содержит дополнительный канал, сообщающийся с рабочей полостью датчика. На чертеже схематически показан предлагаемый датчик. Датчик содержит стержень 1 с выступом 2. Внутри стержня имеется канал 3 для подводящих пронсздов и измерителя температурь и канал 4. Bi.iCTyn 2 служит одновременно охранным электродом и опроной базой для установки внутреннего потенциального электрода 5, изолированного от , например, через тефлоновЕле кольца 6, Крепление потенциального электрода 5 осуществляется с помощью опорной втулки 7, которая для электрода 5 также является охранным заземленным электродом, и торцовой гайкой 8. Второй (внешний) потенциальный электрод 9 устанавливается герметично через тефлоновые прокладки 10 между выступом 2 стержня и переходной опорной втулкой II, Внутренний потенциальный электрод 5 и внещний потенциальный электрод 9 образуют рабочую полость датчика 12. На входе в рабочую полость датчика 12 установлена мембрана ТЗ, которая герметично закреплена на торцах потенциальных электродов с помощью узла крепления мембраны, который состоит из прокладок 14,опорной втулки 7,накидного кольца 15, шести винтов 16, опорного сита 17. Опорное сито 17, являясь металлическим, электрически контактирует с опорной втулкой 7 и также является охранным заземленным электродом, уменьшая искажения, вносимые краевыми эффектами. Крепление потенциального электрода 9 осуществляется с помощью переходной опорной втулки 1 и торцовой гайки 18. Накидная гайка 19 и штанга 20, содержащая фланец, уплотненная прокладкой 21,позволяют помещать устройство как в емкость, содержащую суспензию или коллоидный раствор, так и в трубопровод, по которому проходит контролируемый поток суспензии или коллоидного раствора. Канал 4 стержня 1 сообщается с ра бочей полостью датчика 2 и насосом Датчик работает в режиме погружения и в проточном режиме. При помещении датчика в исследуе мую среду в рабочей полости датчика создается разрежение, например, с помощью водоструйного насоса, и жидкая фаза, проходя через поры мем браны, заполняет рабочую полость датчика. Дисперсные частицы в рабочую полость не проходят, так как диаметр пор мембраны меньше их размеров. Таким образом, рабочая полос заполнена только жидкой фазой. При установке датчика в трубопровод, по которому проходит исследуемая суспензия под достаточным да лением, наличие принудительной отка ки с помощью насоса не требуется. В обоих режимах работы -опорное сито 17 служит для предохранения мембраны 13 от разрыва. В проточном режиме жидкая фаза, проникающая в рабочую полость датчика, вытекает из нее через кайал 4 в связи с чем происходит непрерывное обновление порций жидкой фазы, находящейся -в чувствительной области датчика. Работа датчика в проточ ном режиме осуществляется, если сос тав жидкой фазБ изменяется. В этом случае устройство позволяет контрол ровать соответствующие изменения электрофизичес1 их параметров. Датчик позволяет производить опр деление диэлектрической проницаемости, удельной электропроводности и тангенса угла диэлектрических потерь жидкости и жидкой фазы суспензий и коллоидных растворов как в 234 покоящихся средах, так и в потоке. При этом определение геометрической постоянной датчика производится известным методом. Наличие полупроницаемой мембраны 13 полностью исключает проникновение дисперсных частиц в рабочую полость датчика 12. Наличие канала 4 обеспечивает непрерывный обмен контролируемой жидкой фазы в чувствительной области датчика, что позволяет контролировать текущие изменения электрофизических параметров жидкой фазы, обусловленные изменением се состава. Диапазон определения диэлектрической проницаемости от1 до 200 отн.ед, в диапаЮ См/м и зоне проводимостей от 5меньше, удельной электропроводимости при низких частотах - с учетом геометрической постоянной и разрешающей способности измерительного прибора, тангенса угла потерь - от 10 до 10. Предлагаемый датчик работет в комплекте с серийно выпускаемыми приборами, допускающими измерения по симметричной трехзажимной схеме. При этом возможны дистанционные измерения. Применение предлагаемого датчика в промышленном биосинтезе позволяет осуществлять автоматический дистанционный контроль электрофизических параметров культуральной жидкости дрожжевых суспензийJв частности ионной силы культурйльной жидкости, и тем самым контролировать текущий солевой состав культуральных сред без отбора проб. Точный и оперативный контроль солевого состава культуральных сред пoзвoляet оптимизировать технологический процесс промышленного биосинтеза, что приведет к увеличению выхода конечного продукта, снизить себестоимость культуральной жидкости за счет оптимального расходования питательных солей.

ТРЕХЭЛЕКТРОДНЫЙ ДАТЧИК, содержащий потенциальш 1е электроды, один из которых снабжен заземленным охранным электродом, внутри которого расположен стержень с каналом и выступом на наружной части, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения электрофизических параметров жидкой фазы суспензии и коллоидных растворов и улучшения эксплуатационных качеств датчика, он содержит мембрану, установленную герметично на входе в рабочую полость датчика, и опорное сито, причем мембрана электрически контактна с опорным ситом, которое одновременно выполняет функцию дополнительного охранного электрода, а § стержень содержит дополнительный канал, сообщаю1цийся с рабочей полостью (П датчика.