Контактный первичный измерительный преобразователь удельной электрической проводимости Советский патент 1992 года по МПК G01N27/02 

сл С

Использование: в экспериментальной гидродинамике для определения параметров турбулентности. Сущность изобретения: устройство содержит диэлектрический корпус с цилиндрическим проточным каналом, внутри которого установлены четыре токовых электрода и один потенциальный, причем внешние и внутренние боковые электроды соединены электрически попарно, потенциальный электрод установлен между внутренними токовыми, второй потенциальный электрод - на внешней стороне диэлектрического корпуса. 1 ил.

Изобретение относится к области гидрофизических исследований путем изменения удельной электрической проводимости и может найти применение в экспериментальной гидродинамике для определения параметров турбулентности, а океанологии для исследования тонкой структуры вод океана, а также в системах автоматического контроля и регулирования технологических процессов.

Известен контактный первичный измерительный преобразователь удельной электрической про водимости жидкости, содержащий цилиндрический диэлектрический корпус с двумя симметрично расположенными относительно его оси симметрии цилиндрическими проточными каналами, в каждом из которых симметрично относительно его поперечной плоскости симметрии установлены два электрически соединенные кольцевые токовые электрода,

симметрично между которыми установлен кольцевой потенциальный электрод.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является контактный первичный измерительный преобразователь удельной электрической проводимости, содержащий диэлектрический корпус с цилиндрическим проточным каналом, внутри которого установлены три кольцевых токовых электрода, причем первый и второй токовые электроды установлены у торцов канала и соединены электрически, а третий токовый электрод установлен симметрично между первым и вторым токовыми электродами.

Недостатком такого преобразователя является низкая точность измерения из-за того, что его электроды выполняют одновременно функции токовых и потенциальных электродов. Поэтому поляризационные импедансы, возникающие на границе разч

00

4 00

о сл

дела электрод-раствор электролита, а также коррозия электродов из-за протекания через них токов существенно снижают точность и долговременную стабильность измерений,

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что контактный перёичный измерительный преобразователь удельной электрической проводимости, содержащий диэлектрический корпус с цилиндрическим проточным каналом, внутри которого установлены три кольцевые токовые электрода, причем первый и второй токовые электроды установлены у торцов канала и соединены электрически, а третий токовый электрод установлен между первым и вторым, дополнительно содержит четвертый токовый электрод и два потенциальных электрода, причем четвертый токовый электрод установлен между вторым и третьим токовыми электродами таким образом, что расстояние между первым и третьим токовыми электродами равно расстоянию между вторым и четвертым токовыми электродами, первый потенциальный электрод установлен между третьим и четвертым токовыми, а второй потенциальный электрод - на внешней параллельной оси канала поверхности корпуса.

На чертеже показан контактный первичный измерительный преобразователь (ПИП) удельной электрической проводимости (УЭП), продольное сечение.

Контактный ПИП УЭП содержит диэлектрический корпус 1 с цилиндрическим проточным каналом 2, внутри которого установлены первый 3, второй 4, третий 5 и четвертый 6 кольцевые токовые электроды и первый кольцевой потенциальный электрод 7, а на внешней поверхности корпуса 1 установлен второй потенциальный электрод 8.

Контактный ПИП УЭП работает следующим образом.

При погружении контактного ПИП УЭП в жидкий раствор электролита в его проточном канале 2 образуются две цепи соответственно между токовыми электродами 3 и 5, 4 и 6, которые попарно подключены к противофазным источникам переменного синусоидального тока, формирующих одинаковые по величине токи. Токи, протекающие через раствор электролита, приводят к образованию напряжений на потенциальных электродах 7 и 8. Для создания эквипотенциального объема электролита внутри проточного канала 2 четвертый токовый электрод 6 соединен электрически с третьим токовым электродом 5 и установлен между вторым 4 и третьим 5 токовыми электродами таким образом, что расстояние между первым 3 и третьим 5 токовыми электродами равно расстоянию между вторым 4 и

четвертым 6 токовыми электродами. Так как между третьим 5 и четвертым 6 токовыми электродами ток не протекает, то между ними образуется эквипотенциальный объем электролита. Поэтому установка первого по0 тенциального электрода 7 между третьим 5 и четвертым б токовыми электродами, т.е. в эквипотенциальном объеме электролита, снижает до минимума его коррозию и увеличивает его долговременную стабиль5 ность.

Такая взаимная установка токовых электродов также приводит к образованию двух одинаковых полупространств, сопротивление одного из которых сосредоточено

0 между первым 3 и третьим 5 токовыми электродами, а сопротивление второго полупространства сосредоточено между вторым 4 и четвертым 6 токовыми электродами. При этом сопротивления полупространств

5 соединены параллельно, так как соответственно первый 3 и второй 4, третий 5 и четвертый 6 токовые электроды попарно электрически соединены. Так как между первым 3 и вторым 4 токовыми электродами

0 снаружи корпуса 1 контактного ПИГГ УЭП ток не протекает, то измерительный рбъем

этого ПИП сосредоточен внутри проточного канала между первым 3 и вторым 4 токовыми электродами, а снаружи корпуса 1 обра5 зуется второй эквипотенциальный объем электролита. Именно поэтому второй потенциальный электрод 8 установлен на внешней параллельной оси канала поверхности корпуса 1. Таким образом, в предлагаемом

0 контактном ПИП УЭП поляризационные импедансы потенциальных электродов сведены до минимума, а также до минимума снижена их коррозия, что приводит к увеличению долговременной стабильности по5 тенциальных электродов.

Потенциальный электроды 7 и 8 измеряют напряжения соответствующих эквипотенциальных объемов электролита. При поддержании постоянной по величине раз0 ности напряжений потенциальных электродов ток, протекающий через измерительный объем контактного ПИП УЭП, прямо пропорционален значению УЭП в измерительном объеме. При этом полностью исключается

5 влияние на точность измерений поляризационных импедансов токовых электродов. Формула изобретения Контактный первичный измерительный преобразователь удельной электрической проводимости, содержащий диэлектрический корпус с цилиндрическим проточным каналом, внутри которого установлены три кольцевых токовых электрода, причем первый и второй токовые электроды установлены у торцов канала и соединены электрически, а третий токовый электрод установлен между первым и вторым, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он дополнительно содержит четвертый токовый электрод и два потенциальных электрода, причем четверВ

тый токовый электрод установлен между вторым и третьим токовыми электродами таким образом, что расстояние между первым и третьим токовыми электродами равно расстоянию между вторым и четвертым токовыми электродами, первый потенциальный электрод установлен между третьим и четвертым токовыми, а второй потенциальный электрод - на внешней, параллельной оси канала поверхности корпуса.