Способ контроля состава жидких диэлектриков Советский патент 1991 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к способам ди- элькометрического контроля состава и может быть использовано в химической, пищевой промышленности в биологии, медицине, в особенности для анализа химических реактивов и особо чистых веществ.

Известен способ химического анализа смесей, основанный на измерении диэлектрической проницаемости и на определении концентрации компонентов смеси с помощью формул смещения или калибровочных кривых.

Недостаток этого способа состоит в том, что для сложных по строению сред зависимость комплексной диэлектрической проницаемости от концентрации составляющих компонентов часто оказывается двузначной, а иногда многозначной. В связи с этим достоверная идентификация примесей может оказаться невозможной, а точность определения концентрации - низкой.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, согласно которому исследуемое вещество помещают в измерительный конденсатор и снимают зависимость от частоты емкости и тангенса угла потерь этого конденсатора (дисперсионные зависимости), по совместным измерениям которых судят о составе вещества и концентрации компонентов.

Недостатком этого способа является невысокая разрешающая способность. Причина состоит в том, что величины времен релаксации и диэлектрической проницаемости большого числа веществ различаются незначительно. Поэтому изменения диэлектрической проницаемости в пределах областей дисперсии малы, и при малом содержании примесей возможны значиО

ч а

V

N Ј

тельные ошибки в определении концентрации даже в тех редких случаях, когда времена релаксации существенно различны и области дисперсии перекрываются незначительно. В большинстве случаев времена релаксации настолько близки, что области дисперсии перекрываются почти полностью. При этом однозначная интерпретация дисперсионных кривых становится практически невозможной.

Цель изобретения - повышение чувствительности и разрешающей способности при идентификации примесей с меньшей по сравнению с основным веществом проводимостью в жидких неполярных диэлектриках и повышение точности определения концентрации таких примесей.

На фиг. 1 приведены дисперсионные зависимости на фиг. 2 - блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ контроля состава жидких диэлектриков.

Способ реализуют следующим образом.

Исследуемое вещество помещают в измерительный конденсатор и снимают дисперсионные зависимости емкости C(f) и тангенса угла потерь tg д (t). Дисперсионные зависимости снимают в области частот максвелловской релаксации компонентов (10-0,01 Гц). Измерения проводят совместно.

По зависимости tg д (f) определяют экстремумы (фиг. 1), соответствующие, например, частотам fi и h По предварительно полученным градуировочным данным иден- тифицируюгЭлементы повремени релаксации г.

т t/fi .(1)

Для уровня, выбранного заранее, находят ширину дисперсионной зависимости и определяют изменение емкости ДС в пределах области дисперсии (фиг. 1).

Концентрацию компонента определяют по формуле

А К АС ,(2)

где А - концентрация компонента;

ДС - изменение емкости в пределах области дисперсии;

К - градуировочный коэффициент.

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит генератор 1 синусо- идальных и синфазных прямоугольных сигналов, соединенный с емкостной ячейкой 2 и фазовыми детекторами 3-5. Между емкостной ячейкой 2 и фазовыми детекторами 4 и 5 расположен операционный усилитель б с конденсатором 7 обратной связи. Фазовые детекторы 3-5 соединены с цифровыми вольтметрами 8-10 соответственно. Устройство работает следующим образом.

На вход операционного усилителя (ОУ) 6 подается сигнал, определяемый значением комплексного сопротивления емкостной ячейки 2. Режим ОУ выбран так, что на выходе сигналы пропорциональны действительной и мнимой частям комплексной диэлектрической проницаемости. Сигнал с

выхода операционного усилителя подается на фазовые детекторы 4 и 5, которые вырабатывают постоянные напряжения, пропорциональные емкости (С) емкостной ячейки 2 Mtgd.

Формула изобретения

Способ контроля состава жидких диэлектриков, заключающийся в том, что исследуемое вещество помещают в измерительный конденсатор, снимают дисперсионные зависимости емкости и тангенса угла потерь, по совместным измерениям которых судят о составе вещества и концентрациях компонентов, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и разрешающей способности, дисперсионные зависимости снимают в области чистой максвелловской релаксации компонентов, по величине времени релаксации идентифицируют элемент путем сравнения

результатов измерений со значениями, пол- ученными при градуировке, а по ширине дисперсионной зависимости определяют концентрацию компонента по формуле А-КДС.

где А - концентрация компонента;

ДС - изменение емкости в пределах области дисперсии;

К - градуировочный коэффициент.

/,

Изобретение относится к способам контроля состава и может быть использовано в химической, пищевой промышленности, в биологии, медицине, в особенности для анализа химических реактивов и особо чистых веществ. Цель изобретения - повышение чувствительности и разрешающей способности способа контроля состава жидких диэлектриков. Это достигается тем, что анализ компонентов проводится по дисперсионным кривым, снятым в области частот максвелловской релаксации компонентов. По величине времени релаксации идентифицируют элемент по предварительно полученной градуировочной таблице, а по ширине дисперсионной кривой при использовании информативного признака изменения емкости рассчитывают концентрацию. 2 ил.

Фиг.1