Способ контроля степени неоднородности жидкости Советский патент 1987 года по МПК G01N27/26 

11346999

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для анализа химического состава жидкостей и контроля загрязнения жидких сред.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем устранения внешней поляризации жидкости при

20

одновременном расширении динамическо- ю входу IITHj знак минус учиты- го диапазона измеряемых концентраций.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Сосуд 1 с размещенными внутри пье- 15 зОэлектрическим задатчиком 2 и электрокинетическим преобразователем 3 заполнен .жидкостью. Электроды 4 и 5 преобразователя 3 подключены через коммутатор 6 к блоку 7 считывания электрического сигнала, содержащему интегральные операционные усилители 8 и 9. Инвертирующий вход операционного усилителя 8 замкнут накоротке с его выходом, а неинвертирующий вход .операционного усилителя подключен к первому выходу коммутатора 6. Неинвертирующий вход операционного усилителя 9 заземлен, а его инвертирующий вход подключен к второму выходу коммутатора 6, соединенному с выходом операционного усилителя 9 через резистор R. Коммутатор 6 имеет заземленную общую точку, поэтому электроды 4 и 5 преобразователя 3 подключены либо между неинвертирующим входом операционного усилителя 8 и землей, либо между дифференциальными входами операционного усилителя 9.

вает инверсию потенциала Е. Нетрудно видеть, что

Z : I E,/U|R.

Увеличение концентрации примесей в контролируемой жидкости сопровождается уменьшением параметра Z вследствие увеличения удельной электропроводности.

Определив импедансы электродной реакции в эталонной (Z) и контролируемой (Z) жидкостях, по относительному изменению Z относительно Z, рассчитывают степень неоднородности 25 (чистоты) S контролируемой жидкости относительнр эталонной.

При измерении ионньй состав контролируемой жидкости не изменяется, так как внешняя поляризация отсутствует, а на измерительных электродах происходит только ион-электронный обмен, что повьшает точность измерений.

Способ позволяет определять степень неоднородности диэлектрических

30

35

и проводящих жидкостей, а также их электропроводности. Формирование переменного потенциала протекания непосредственно на электродах позво - ляет снизить уровень инфранизкочас- тотного дрейфа, обусловленного потенциалом асимметрии, за счет чего повьщ1ается стабильность измерений. Измерение переменных тока течения и потенциала протекания дает возможность использовать импеданс электродной реакции в качестве носителя информации о степени неоднородности контролируемой жидкости, что расширяет динамический диапазон измеряемых концентраций. Испытания предлагаемого способа свидетельствуют о его реализуемости, простоте и надежности.

Операционный усилитель 8 является повторителем напряжения, в котором за счет 100%-ной отрицательной обратной связи реализуется единичный коэффициент передачи по напряжению и высокий входной импеданс, определяющийся сопротивлением утечки и интегральной микросхемы и частотой входного сигнала. Операционный усилитель 9 является преобразователем ток - напряжение (ПТН), коэффициент передачи по току которого равен К, а входной импеданс определяется отнокоэффициентпо напряжению

щением R/Kg, где

Ко

усиления усилителя при R оо ,

При колебании жидкости в капиллярах пористой перегородки преобразователя 3, например, по синусоидальному

закону, задаваемому задатчиком 2 на выходе операционного усилителя 8 формируется переменный потенциал протекания Ef,, а на выходе операционного усилителя 9 - напряжение U - En(R/Z), где Z - импеданс электродной реакции, протекающей на потенциальном электроде 4, подключенном к инверти

входу IITHj знак минус учиты-

вает инверсию потенциала Е. Нетрудно видеть, что

Z : I E,/U|R.

Увеличение концентрации примесей в контролируемой жидкости сопровождается уменьшением параметра Z вследствие увеличения удельной электропроводности.

Определив импедансы электродной реакции в эталонной (Z) и контролируемой (Z) жидкостях, по относительному изменению Z относительно Z, рассчитывают степень неоднородности (чистоты) S контролируемой жидкости относительнр эталонной.

При измерении ионньй состав контролируемой жидкости не изменяется, так как внешняя поляризация отсутствует, а на измерительных электродах происходит только ион-электронный обмен, что повьшает точность измерений.

Способ позволяет определять степень неоднородности диэлектрических

и проводящих жидкостей, а также их электропроводности. Формирование переменного потенциала протекания непосредственно на электродах позво - ляет снизить уровень инфранизкочас- тотного дрейфа, обусловленного потенциалом асимметрии, за счет чего повьщ1ается стабильность измерений. Измерение переменных тока течения и потенциала протекания дает возможность использовать импеданс электродной реакции в качестве носителя информации о степени неоднородности контролируемой жидкости, что расширяет динамический диапазон измеряемых концентраций. Испытания предлагаемого способа свидетельствуют о его реализуемости, простоте и надежности.

Формула изобретения

Способ контроля степени неоднородности жидкости, включающий измерение потенциала протекания возмущенной

эталонной и контролируемой жидкостей, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности путем устранения внешней поляризации жидкости при одновременном расширении динамического диапазона измеряемых концентраций, эталонную жидкость приводят в колебательное движение, измеряют переменные потенциал протекания и ток течения, по этим параметрам определяют импеданс электродной реакции в эталонной жидкости, затем

Составитель Е. Анисимов Редактор И. Николайчук Техред М.Ходанич Корректор И. Муска

Заказ 5115/42

Тираж 775 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

эти же операции проводят в контролируемой жидкости, а степень неоднородности определяют по формуле

где

5 (Z, - z )/z, 100%,

о - степень неоднородности

жидкости;

i, 2ц- импедансы электродной реакции в эталонной и контролируемой жидкостях соответственно.

Изобретение относится к аналитической , к способам контроля состава жидкостей,в широком диапазоне концентраций. Целью изобретения является повышение точности измерений путем устранения внешней поляри-. зации при одновременном расширении динамического диапазона измеряемых концентраций. Способ реализуется путем измерения переменных потенциала и тока сечения, образующихся в контролируемой и эталонной жидкостях, возмущенных на звуковой частоте. О степени неоднородности судят по относительному изменению импедансов электродных реакций, протекающих в контролируемой и эталонной жидкостях. Формирование переменного потенциала течения непосредственно на электродах позволяет снизить уровень низкочастотного дрейфа, что повышает стабильность измерений. Импеданс электродной реакции определяют по измеренным величинам переменного потенциала протекания и тока течения в возмущенной жидкости. 1 ил. § (Л с ) 4 3 СО со со