Устройство для автоматического контроля концентрации электролита Советский патент 1979 года по МПК G01N25/18 G01N27/46 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОЛИТА ййёющие штуцеры для заполнения ка.нала электролитом, камеры, каждая и которых снабжена электродом, и эти электролы через ключ и реле тока пбдклйчены к источнику электрической ёнёргий, ПРИ этом выход измерителя температуры соединен со входом измерителя интервала времени и входом блока управления, а выход реле тока соединен с другим входом измерителя интервала времени и другим входом блока управления, выход которого подключен к ключу. Кроме того, размеры канала и ка. мер удовлетворяют условию , 1 , где 6 -длинен канала, мм 5 - площадь поперечного сечен канала, мм; й - расстояние отповерхности электрода до канала, 1 площадь поверхности SjieK p ла, мм. Изобретение поясняется чертежом , , Устройство содержит источник 1 электрической энергии, например ста бй лйзатор .тока. Выход стабилизатора тока через ключ 2 и реле тока 3 соединен с электродами 4 и 5. Элект . дЬз помещены в камеры 6 и 7, которые имеют штуцеры 8и 9 для заполнения канала анализируемым зле1 тролитом. Камеры соединены между.собой ка;Налом 10. б канал помешен датчик 11 температуры, который соёпинен с измерителем 12 температуры. Выход . измерителя температуры соединен с одним входом измерителя 13 интервала времени и с одним входом блока управления Г4. Выход реле тока соединен с другим входом измерителя интерв ала времени и другим входом блок°а управления, выход которого подключен к ключу. Устройство работа-ет следующим о разом. Канал 10 через щтуцеры 8 и 9 .в к мерах б и 7 заполняют анализируемым электролитом, температура кото рого измеряется датчиком 11 и изме рителем 12 температуры. Если температура электролита окажется ниже температуры анализируемого элёктроЛи:;а и температуры окружающей ;. среди, т6 измеритель температуры Выдае): сигнал на блок управления 1 КОТОР1ЙЙ. замыкает ключ. 2. Электриче кай энергия от источника 1 электри ческой энергии через электролит, находящийсяВ камерах б и 7 перёд ётся электролиту, расположенному канале 10f Электролит нагревается джоулевым теплом, которое выделяет ся |3а счет протекания электрШёс кого тока через электролит. При до тижений электролитом температуры t измеритель температуры выдает сигнал на измеритель 13 интервала вреени. Начинается счет времени.Нагревание электролита продолжается за счет протекания через него электриеского тока. Время, в течение КОТОРОГО анализируемый электролит нагревается до температуры начала кипения, является измеряемой величиной, по которой судят о концентрации электролита. В тот момент, когда температура . электролита, находящегося в канале достигает температуры начала кипения, в канаЛе образуется парогазовый промежуток. За счет образования парогазового промежутка резко увеличивается электрическое сопротивление цепи, в которую включена электролитическая ячейка. Величина электрического. тбКа через эту цепь резко уменьшается. В этот момент реле тока 3 вырабатывает сигнал, который поступает на другой вход измерителя 13 интервала времени и измерение времени заканчивается. Одновременно этот сигнал поступает на другой вход блока управления, который вырабатывает сигнал, размь1кающий ключ 2, Электрический ток через анализируемый электролит прекращается. .Электролит начинает охлаждаться. При достижении электролитом температуры -Ь процесс измерения времени Нагрева его до температуры начала кипения повторяется. При протекании электрического тока через электролит на поверхности электродов вследствие электролита образуются газовые пузырьки и в приэлектродных областях изме.няется концентрация анализируемого электролита. Для того, чтобы эти пузырьки не попадали в канал и не изменялась концентрация электролита в канале, размеры камер и канала должны удовлетворять соотношению ,где i -длина канала, мм; . Sg - расстояние .от поверхности электрода, до канала, мм; S - площадь поперечного сече, .- ния канала, мм; Sz. площадь поверхности электро ; да мм, . . ., . Кроме того, при выбраннЕОх размерах ка.мер и канала количес.тво электрической энергии, выделяющейся в электролите, находящемся в канале, не менее чем в десять раз больше, чем количество энергии, выделяющейся в камере. Поэтому время.нагревания электролита до темпе|)атуры начала кипения не зависит от изменения объема и концентрации электролита в . камерах в процессе измерения. Время нагревания электролита зависит от МО1ЦНОСТИ электрической эйе гии, подводимой к электролиту, поэт му время нагревания можно выбирать бесконечности до нуля. . . В предложенном устройстве, в . отличие .от известного, время измере ния зависит от мощности электр йч с кой энергии, подводимой к анализируемому электролиту/ в то время/ как в устройстве, выбранном в качес ве прототипа/ время измерения зависит от времени на получение титра та, который реагирует с анализируемым электролитом. Время на получение титранта определяется условиями его получения. Титрант получают при заданной плотности тока на генераторных элек тродах. Увеличение плотности с целью сокращения времени ПРИВОДИТ к тому/ что не все количество электричества,которое является измеряемой величиной, будет расходоваться на Получение нужного титранта, Это приводит к большим ошибкам п определении .концентрации электролита/ и делает-известный способ непри годным для контроля концентрации. Кроме того/ время измерения определяется конечной скоростью реакции титранта с анализируемым электролитом. . .. , Это отличие от известного позволяет сократить время измерения и расширить пределы определяемых ко центраций. Кроме того, предлагаемое устройс во позволяет преобразовывать концентрацию электролита в интервал времени/, удобный для сочетания цифровыми средствами обработки информации. Это дает возможность получить быструю информацию 6 концентрации электролита и использовать ее для управления технологическим процессом, что способствует улучше нию качества выпускаемого продукта, уменьшению потери СЫРЬЯ и энергетических затрат в раэглич- ных отраслях промышленности, на-пример в химической. Формула изобретения 1.Устройство для автоматического контроля концентрации электролита, содержащее электролитическую ячейку/ ИСТОЧНИК электрической энергии. Hoi пример стабилизатор тока, и измеритель интервала времени, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерения и расширения пределов определяемых концентраций, электролитическая ячейка выполнена.в виде канала из диэлектрика, в который помещен датчик температуры, соединенный с измерителем температуры, причем канал соедийяет две, имеющие штуцеры для заполнения канала электролитом, камеры, каждая из которых снабжена электродом, и эти электроды через ключ и реле тока подключены к источнику электри ческой энергии, при этом выход измерителя температуры соединен с. входом измерителя интервала времени и входом блока управления, а выход реле тока соединен с другим входом измерителя интервала времени и другим входом блока управления, выход которого подключен .к ключу. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что размеры канала и камер удовлетворяют усло 4i-.io-|. - длина канала, мм,S-i - площадь поперечного сечения канала, мм; 2. расстояние от поверхности электрода до канала, мм; Sg - площадь поверхности электрода f ММ-. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Агёйкин Д.И. Использование переходных процессов для преобразования информации в датчиках. Сб. . Электрические методы автоматического контроля , Новосибирск, 1962. 2.Зозуля А.П. Кулонометрический анализ. М./ 1965, с. 30-70 (прототип). . .

Jj-tr j

10

4

11

12

13