Вольтамперметрический датчик Советский патент 1985 года по МПК G01N27/30 

1

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в цветной металлургии, химической промышленности, гальванотехнике для определения концент- рации электроактивных компонентов в растворах и пульпах и для научных целей.

Целью изобретения является повышение ресурса работы устройства при погрешности воспроизведения обновленной поверхности рабочего электрода не более 5% и расширение технологических возможностей путем обеспечения работоспособности в лсидких средах с большими колебаниями как температуры (10-lOO C), так и со держап 1я абразивных частиц.

Па фиг. 1 показан вольтамперомет- рический датчик, общий внд: на фиг,2 разрез Л-Л на фиг.1; на фиг . 3 - сечение В-Г па фнг, 1 ; на фиг. i- - схема включения датчика в электр -1ческую измерительную цепь.

Предлагаемое устройство (фиг.1) содер.жит корпус 1 , в котором расположен вспомогательный электрод 2 с токоподводом 3, помеще;п1ый в изолирующую оболочку 4, электропривод 5, соединешплй с валом пр пзода 6 и уст- ройством подачи рабочего электрода, Mi teiolnnM толкатель 7, в котором 1чо мещены верхний iconen рабочего электрода 8 и токонодвод 9, Боковая поверхность рабочего электрода покрыта- изолнруюш,ен оболочкой 10. Нижний конец рабочего электрода с изолнрую цей оболочкой 0 нропу.цеп через папраззляющую втулку 1 . Бал првода 6 помещен в подшипникз 12 и 13 скольжения, укрепле п;ые и KOjJiiyce датчика, и упругим элементом 14 нодпружпнен к опоре 15, установлеппой в донной части корпуса датчика. На валу привода 6 жестко укреплен ре зец 16 (фиг. 2)так, что резцом и торцом втулки элементами режущей пары в ее осевом nanpaBnenini имеет место зазор, равньш 0,01-0,05 наруяс- ного диаметра изолирующей оболочки рабочего электрода. Опора 15 вала привода укреплена на пластине 17, соединенной с корпусом датчика с помощью вставок 18. С целью дополнительной стаб1шизации зазора между элементами пары npi-i колебаниях температуры среды д1Н1на вставок равна расстоянию между плоскостью

8082

среза и плоскостью опоры вала привода, а материал вставок имеет одинаковый с валом привода температурный коэффициент линейного расширения. В другом варианте выполнения вольтам- нерометрического датчика пластина 17 и вставки 18 могут быть изготовлены как неотъемлемые элементы конструкции корпуса 1. В рассматриваемом варианте пластина 17 является донной частью корпуса 1.

На фиг. 3 показано сечение режущей пары, состоящей из втулки 11 с выступом 19 и резца 16 с углами заточки передним с1 , равным 20-30,, и задним |5 равным 1-5.

Схема включения датчика в электрическую измерительную цепь содержит последовательно соед1П1енные пред ло;ке Н11 1 г вольт ампер оме трический датчик 20, измеритель 21 тока, например миллршмперметр, и источник 22 программно-измепяющегося напряжения 22, панр1- мер линейно ;1зменяюш,егося во времени.

Измерение параметров исследуемого раствора (пульны ) производят еледующим образом.

Датчик погружают в раство 5 (пульп так, чтобы рабочий 8 и всномогатель- пый 2 электроды (фиг.) имели с ана- :п1зируемой средой э:шктрг1ческ.чй контакт. Затем производят обновление поверхности рабочего электрод.а. Дня этого включают электропривод 5, который сообщает шаговое поступательное движение толкател;о 7, li проталкивают рабочп электрод 8 на дли;гу пгага толкателя за плоскость среза. Электропривод 5 также вал г рпвода 6 с укрепленным па нем резцом 16 (фиг.1 п 2 ), который срезает выступающий за плоскость среза :о- нец рабочего электрода 8 вместе с изолирующей оболочкой 10. Меизоли- рованный обновленный торец электрода является его рабочей поверхностью. Приложив к датчику 20 (фиг.4) т.е. к его всгомоггггельгюму 2 и рабочему 8 электродам, через измеритель 21 тока и гоконодвод.ы 3 и 9 программно-изменяют.ееся напряжение от источника 22, определяют измерителем 21 протекающ1 Й но электрпческой це- нп ток.Экстремальное значение этого тока(нрпвыбранных заранее и неизменных значениях параметров программно-изменяющегося напряжения и- неиз-

3

манной обновленной поверхности рабочего электрода ) однозначно характеризует концентрацию онределенных компонентов раствора или нульны.

При вольтамнерометрическом методе определения концентрации компонента жидкой среды основной составляющей погрешности, ограничивающей возможности этого метода, является нестабильность поверхности рабочего электрода, обуславливающая равную ей нестабильность тока датчика. Поэтому датчик считают работоспособны и оценивают ресурс его работы чис- - 918034

лом срезов (обновлений ) поверхности рабочего электрода при условии, что погрешность воспроизведения обновленной поверхности не 5 превышает 5%. Количественно эту погрешность определяют по воепроизводимости тока датчика при условии, что все прочие факторы, кроме величины поверхности рабочего электрода, влияющие на значение тока датчика ( концентрация компонентов раствора, температура, параметры электри- ; ческого воздействующего сигнала и др, сохраняются стабильными.

-фг/г./

А-/(

В-&

Фиг. г

(риг.З

ВОЛЬТА ШЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК, содержащий корпус, в которьш вмонтированы устройство подачи рабочего электрода, рабочий электродf помещенный в изолированную оболочку и пропущенньш через направляющую втулку, вспомогательный электрод и вал привода с жестко укрепленным на нем резцом, выполненным из хиьшчески стойкого твердого композита, о т - Л и ч а ю щ и и с я тем, что, с . целью повышения ресурса работы и расширения технолрпгческих возмоясностей устройства, вал привода с жестко укрепленным на нем .резцом подпружинен к опоре, установленной в донной части корпуса, а направляющая втулка в осевом направлении снабжена выступом, который вместе с резi цом образует режущую нару, причем СЛ резец установлен по отношению к торцу выступа с зазором н имеет величины переднего и заднего углов заточки, соответственно равные 20-30 и l-5 00 о 00