Устройство для измерения концентрации Советский патент 1977 года по МПК G01N27/02 

1

Изобретение относится к области физико химического исследования растворов электролитов и может быть применено для измерения концентрации растворов в химической, пищевой, медицинской промышленности, в

теплоэнергетике.

Известно устройство для измерения концентрации, содержащее кондуктометрический преобразователь с двумя токовьлми и цвумя измерительными электродами, включенньсми последовательно с переменным резистором на вход измерительного прибора ij.

Недостатком устройства являются norpeuj- ност.и измерения, обусловленные влиянием на величину измеряемого сигнала разности потенциалов измерительных электродов, температурь,.

Известно также устройство, содержащее постоянный магнит между полюсами которого в корпусе расположен кондуктометрический преобразователь с токовыми и измерительными электродами, измерительные электроды подключены к усилителю измерительного прибора .

Однако такое устройство не обеспечивает

высокой точности измерения из-за влк$тия на измерительный сигнал дестабилизирующих факторов изменений физико-химических параметров анализируемых растворов.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен реверсивный двигатель, отсчетный механизм, между полюсами магнита введен преобразователь Холла, измерительные электроды которогосоединены поспедовательно с измерительными электродами кондуктометрического преобразователя, выхо измерительного прибора соединен с реверсивным двигателем, кинематически соединенным с отсчетным механизмом и корпусом преобразователя.

Предлагаемое устройство представпено на чертеже.

Оно состоит из постоянного магнита 1, опоры 2 из неэпектропроводяшего и немагнитного материала с подш(тниками 3, корпуса 4 кондуктометрического преобразователя с устройствами ввода и вывода 5, токовых электродов 6, 7 и чзмерительшлх

электродов 8, 9, преобразоватепя Холла 10с токовыми электродамк 11, 12 электронного усилителя 15, реверсивного двигателя 16,редуктора 1 7 и отсчетного механизма 18. Устройство работает следующим образом

Под действием переменного напряжения, приложенного к токовым электродам б, 7 кондуктометрического преобразователя и электродам 11, 12 преобразователя Холла 10, ток в цепи кондуктометрического преобразователя и преобразователя Холла определяется сопротивлением раствора в корпусе 4, а следовательно величиной концентрации электролитов, подвижностью ионов электроли тов в растворе и параметрами токорых элек тродов преобразователя.

При прохождении переменного тока .через преобразователь Холла, который расположен в магнитном поле, на его измерительных электродах 13, 14 возникает ЭДС , пропорциональная величинам переменного тока в цепи и магнитной индукции магнитного поля постоянного магнита 1. Под действием этог же магнитного поля, при прохождении пере- менного тока через раствор в корпусе 4 кондуктометрического преобразователя, за счет подвижности ионов раствора в магнитном поле на измерительных электродах 8, 9 кондуктометрического преобразователя

создаетсяЭДС, пропорциональная подвижности ионов электролита в растворе, индукции магнитного поля и зависящая от положения измерительных электродов 8, 9 кондуктометрического преобразователя относительно эквипотенциальной линии магнитного поля постоянного магнита 1, Разность ЭДС измерительных электродов 8, 9 кондуктометри- ческого преобразователя и 13, 14 преобразователя Холла 10 подается на вход эпек- тронного усилителя 15, который усиливает разностный сигнал и управляет реверсивным Двигателем 16, кинематически соединенным с отсчетным механизмом 18 и корпусом 4 кондуктометрического преобразователя через редуктор 17. При наличии разности ЭДС на входе электронного усилителя 15, реверсивный двигатель 16 через редуктор 17 изменяет положение корпуса 4 кондуктометричео кого преобразователя относительно полюсов постоянного магнита 1 до тех пор, пока разностный сигнал на входе электронного усилителя 15 не будет равен нулю. При этом будет изменяться положение измерительных электродов 8, 9 кондуктометричес- кого преобразователя относительно эквкпо- тенциапьной линии магнитного поля до моме та равенства ЭДС на измерительных электродах 8, 9 и ЭДС на измеритеЛ1 ных электродах 13, 14 преобразователя Холла 10.

В момент равенства ЭДС измерительных электродов 8, 9 кондуктометрического преобра- зователя и ЭДС измерит;эльных электродов 13, 14 преобразователя Холла 1О при соот ветствукянем положении корпуса 4 кондукто метрического преобразователя, а следова.тельно и отсчетного механизма 18, показа НИН устройства пропорциональны только концентрации раствора электролитов. При этом на результаты измерения величины концентрации не влияют изменения температуры анализируемого раствора, природа растворителя и растворенного электролита, поскольк от изменений этих параметров изменится величина подвижности ионов в растворе, по значениям которой в преплагаемом 5строй стве осуществляется коррекция измеряемой величинг, тока в цепи кондуктомегрического преобразователя.

При изменении величины ко1 т 1ентрации анализируемого раствора изменяется сопрг тивление раствора в коидуктометри шском преобразователе, что вызывает изменениетока в цепи последовательно включенных токовых электродов 6, 7 н 11, 12 и приводит к изменению ЭДСна измерительных электродах 13, 14 преобразователя Холла 10, а отсутствие изменения величины подвижности ионов обуславливает неизменность ЭДС на измерительных электродах 8. 9 кондуктометрическог о преобразователя, поэтому появляется разност 1ый сигнал на входе электронного усилителя 15, который при помощи реверсивного двигателя 16 через редуктор 17 изменит попожетгие корпуса 4 кондуктометрического преобразовгателя и полажение измерительных электроцов 8, О относительно экв тотенциал1 ной линии магнитного поля до момента равенства ЭДС па элетродах 8, 9 и ЭДС на из иерительньлх электродах 13, 14 преобразоват-зля Холла.

Устройство позволит получить BiiicoKyio точность измерения комцентрации раствоу;ов при широких диапазонах изг-геромий тактпера- туры анализируемьХ хшсткоров.

Формула изо б р е i е т ii к

Устройство для измере:-йя кокиентрации электролитов, содержащее посгпяниый мап- нит, между полюсами которого в корпусе расположен коидуктометрический гтрэобразг ватель с токовыми н изкюригельными электродами, подкпючепнымн к усинктел;о изме рительного прибора, о г л и ч а ю т е е . с я тем, что.с целью гпчности измерения, в него jjeDepcHBFibifi двигатель, отсчотный меха1{илМ; между по/гкх:а ми магнита ввелен преобразовагелг Холла,

измерительные электроды которого соедине ны последовател о с измерительными электродами кондуктометрического преобразователя, выход измерительного прибора соединен с реверсивным двигателем, кинематически соединеншлм с отсчетным механизмом и корпусом преобразователя.

Источники информации, принятые вп внимание при экспертизе:

1.Лопатин Б. А. Теоретические основы электрохимических методов анализа, ЛА.,

5 1975, с. 133.

2.Авторское свидетельство № 2вй388, кл. Н 03 К 7/06. 1970.

) I .Т,, .