Кондуктометрическая ячейка Советский патент 1990 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к физико- химическим исследованиям кондукто- метрическими методами и может быть использовано для измерения электропроводности морской воды при исследовании ее тонкой (микро-) структуры.

Целью изобретения является уменьшение масштаба пространственного осреднения и повышение чувствительности и точности измерений.

На чертеже схематически изображена кондуктометрическая ячейка.

Кондуктометрическая ячейка для измерения удельной электрической проводимости содержит диэлект,ричес- кий корпус 1, состоящий из двух идентичных обтекаемых тел вращения жестко соединенных, кольцевой рабочий токовый электрод 2 малого диаметра на одной

стороне поверхности тел вращения, идентичный кольцевой токовый электрод 3 малого диаметра на второй стороне поверхности тела вращения, центральные измерительные электроды 4 и 5 на первой и второй обтекаемых поверхностях, кольцевые экранирующие компенсирующие токовые электроды 6 и 7 соответственно на первой и второй обтекаемых поверхностях, кронштейн 8 для крепления держателей 1.

Кондуктометрическая ячейка работает следующим образом.

При погружении ее в исследуемую жидкость и пропускании через рабочие токовые электроды 2 и 3 стабильного по-амплитуде тока от источника тока, например от генератора синусоидального тока со стабильной кварцованной чассл

СП

СП

00

тотой, например на одной из частот в диапазоне 8-18 кГц через обмотку П трансформатора Тр и постоянный резистор R, между токовыми электрода- ми 2 иЗ и обтекаемыми поверхностями тел вращения .корпуса 1 ячейки,в исследуемой жидкости образуется чувствительная зона поля тока в значительном объеме среды с диаметром от размера рабочих кольцевых токовых электродов до 20 мм и более. Наиболее чувствительная зона находится в пространстве между токовыми электродами 2 и 3, а токовые линии, уходящие в окружающую сферу, в менее чувствителыюую зону будут создавать условия повышенной (дополнительной) погрешности на измерения из-за создания увеличенной области объема осреднения.С целью огра ;ничения объема осреднения к электродам 6 и 7 также подключается стабильный по амплитуде ток от того же источника 4, но со сдвигом по фазе на 180°, от третьей обмотки транс- форматора через переменный резистор R, в результате чего создается эк- ранирующе-компенсирующее поле тока пространственного токонаправления (т.е. встречное), которое, взаимо- действуя с рабочим полем тока, создает ограничительно- разделительную нулевую эквипотенциаль в виде, близ- ком к цилиндрической поверхности, внутри которой образуется рабочее поле тока малого объема осреднения. Сила тока или величина экранирующе- компенсирующего тока между торцовыми электродами 6 и 7, поступающая с третьей обмотки трансформатора, с помощью переменного резистора RJ подбирается такой, чтобы рабочее поле тока ограничивалось объемом не более объема цилиндра с основанием, равным диаметру рабочих токовых электродов 2 иЗ, и высотой, равной расстоянию между этими электродами. Оценку создания такого малого объёма осреднения или высокой разрешающей способности ячейки можно осуществить путем введения проводящего инородно- го предмета (например, пластины) в сферу действия поля тока, образованного экранирующе-компенсирующими электродами 6 и 7, и наблюдения за изменениями величины выходного сигнала на измерительных электродах. Попадание инородного проводящего предмета в область рабочего поля то

о Q , °

5

ка должно изменить величину сигнала на измерительных электродах.

Приближая пластину к оси ячейки, определяют расстояние между ними, при котором сигнал на измерительных электродах изменяется на наперед заданную величину (например, 1%). Это расстояние и характеризует масштаб осреднения ячейки. Для уменьшения масштаба осреднения изменяют величину тока экранирующих электродов с помощью переменного резистора R . и повторяют описанную операцию.

В созданном таким образом рабочем объеме жидкости, по ограничительной поверхности которого образуется нулевая эквипотенциаль, в центре по оси симметрии установлены измерительные электроды 4 и 5, подключенные к по- мехозащищенному из бирательному измерительному усилителю, выход которого последовательно соединен с измерительным прибором и устройством обработки информации, например ЭВМ. Электроды 4 и 5 указывают потенциал, пропорциональный удельной /электрической проводимости исследуемой жидкости.

Формула изобретения

Кондуктометрическая ячейка, содержащая диэлектрический корпус обтекаемой формы с парами потенциальных и токовых электродов, размещенных концент- рично относительно друг друга, отличающаяся тем, что с целью уменьшения масштаба пространственного осреднения и повышения точности и чувствительности измерений, корпус ячей-, ки выполнен из двух идентичных обтекаемых, тел вращения, установленных параллельно Относительно плоскости симметрии, проведенной между этими телами, и соединенных между собой жесткой связью, причем на противолежащих сторонах каждого тела вращения концентрично на общей оси, перпендикулярной плоскости симметрии, размещено по группе из трех электродов, соответственно по два кольцевых токовых электрода и по одному потенциальному электроду в каждой группе, причем один из электродов каждой группы является дополнитель- jttbiM и экранирующим, а каждый потен- 1щальный электрод в группе установлен на оси в центре кольцевых рабочих токовых электродов.

Изобретение относится к технике измерений электропроводности жидкостей. Цель изобретения - уменьшение масштаба пространственного осреднения при повышении чувствительности и точности измерений. Ячейка содержит корпус в виде двух держателей обтекаемой формы, закрепленных на кронштейне симметрично относительно вертикальной плоскости. На обращенных друг к другу поверхностях держателей закреплено соосно по три плоских электрода: токовые электроды в виде кольца малого диаметра, экранирующие электроды в виде кольца большого диаметра, измерительные электроды в центре колец. Электроды подключены к измерительной схеме так, что поле экранирующих электродов направлено встречно полю токовых электродов. 1 ил.