УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИи Советский патент 1967 года по МПК G01R27/22 G01R27/26 

Известны устройства для измерения электропроводности и диэлектрической проницаемости электролитов при высоких температурах и давлениях с измерителем тока, соединенным с помещенной в термостат электролитической ячейкой. Одним из электродов ячейки является корпус, а другой, центральный, размещен по оси ячейки и отделен от корпуса изолятором. Одиако известные устройства имеют низкий верхний температурный предел измереНИИ, поскольку все изоляционные материалы растворяются в электролитах при высоких температурах и давлениях. Поэтому изоляция электродов при измерении электропроводности слабых водных растворов представляет большие трудности, а измерение электропроводности чистой воды вообще невозможно.

Предлагаемое устройство отличается тем, что изолятор снабжен теплоотводящим элемептом, например змеевиком с охлаждающей жидкостью, а центральиый электрод может перемещаться вдоль оси ячейки, например, с помощью ходового винта, причем перемещение центрального электрода обусловливает изменение его площади в объеме электролита при температуре опыта. Это позволяет повысить верхний температурный предел измерений.

Оно содержит измеритель / и электролитическую ячейку. Цилиндрический корпус 2 ячейки является одним из электродов, другой электрод 3 расположен вдоль оси ячейки и может перемещаться в вертикальном направлении. Электрод 3 изолирован от корпуса изолятором 4. Па корпусе 2 смонтирован термостат 5, а изолятор снабл еп теплоотводящим элементом 6.

Часть ячейки с изолятором термостатируется при температуре Т, близкой к комнатной, что позволяет применить в качестве изолятора материалы, нерастворяющиеся при этой температуре в электролитах. Другая часть ячейки помещеиа в термостат с температурой опыта Т-2. Таким образом, по длине ячейки имеется зона, в которой температура меияется от TI до 7-2 (зона градиента температур).

Чтобы определить электропроводность электролита при температуре опыта, необходимо исключить электропроводность раствора в зонах градиента температур и комнатной температуры.

При положении электрода 3, показ айном на фиг. 1, полное сопротивление ячейки будет равно , а при положении электрода, показанном на фиг. 2, - - Следовательно,

при температуре опыта, а и б,. - сопротивления электролита в зоне градиента температур и ири комнатной температуре. Вычитая эти равенства, получим

1 1 1 1 1-1 1

R:

R,

Ri

R

6,

Если при двух положениях электрода геометрические размеры и температурные поля в зоне градиента температур одинаковы, сопротивления , и . будут равными. Следова1 1 1 1 1

тельно, - , т. е. сопро« а 6 «а. йб.

тиБление и удельная электропроводность связаны между собор соотношением

где а - геометрическая постоянная ячейки.

Отсюда X а (j

V « Rb)

Таким образом, измеряя сопротивление при двух положениях центрального электрода и зная постоянную а, можно определить электропроводность электролита при температуре опыта. Это же дает возможность измерять диэлектрическую проницаемость электролитов. Действительно, полные емкости Са и Cg ячейки для двух положений электрода будут соответственио равны:

Са Са, + Са. + С„ И Сб Сб, -f Сб, + С„

где См -емкость монтажа, а Са, , Cg , Са. и Сб, имеют тот же смысл, что и соответствующие сопротивления. Отсюда

С - Са - Сб Са, - Сб,

Зависимость диэлектрической постоянной от емкости ячейки выражается формулой 8 Са . Зная постоянную ячейки ц измеряя емкости ячейки при двух положениях центрального электрода можно определить диэлектрическую ПОСТОЯННУЮ по фоомуте к а(Са -Сб).

Из сказанного ясно, что вместо одной ячейки с передвигающимся центральным электродом возможно применение двух идентичных ячеек с неподвижными центральными электродами, имеющими различную нлощадь в зоне с температурой опыта и находящимися в одинаковых температурных и токовых режимах.

Работа с предлагаемым устройством производится в следующем порядке.

Впутренняя полость ячейки заполняется исследуемым электролитом, в ней создают необходимый температурный режим и затем производят измерения сопротивлений и емкостей при двух фиксированных положениях центрального электрода.

Если работают с двумя центральными яче ками с неподвижными электродами, то внутренние полости обеих ячеек заполняют исследуемым электролитом, создают одинаковый

температурный режим и производят измерения сопротивлений и емкостей ячеек.

Затем в том и другом случае ио приведенным выше формулам определяют электропроводность и диэлектрическую пронипаемость.

Предмет изобретения

Устройство для измерения электропроводности и диэлектрической проницаемости электролитов при высоких темиературах и давлениях, содержащее измеритель тока, соединенный с помещенной в термостат электролитической ячейкой, одним из электродов которой является корпус, а другой, центральный, размещен по оси ячейки и отделеп изолятором от корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышепия верхнего температурного предела измерений, изолятор снабжен теилоотводящим

элементом, иапример, змеевиком с охлаждающей жидкостью, а центральный электрод выполнен перемещаемым вдоль осп ячейки, например, с помощью ходового винта, причем перемещение центрального электрода обусловливает изменение его площади в объеме электролита при температуре опыта.

к ходовому бинту

Фиг 1

сжэ

xogoSoMy динту

2