Измеритель концентрации ионов Советский патент 1980 года по МПК G01N21/08 

1

Изобретение относится к контрольноNизмерительной технике и может быть использовано для определения параметров растворов электролитов в технологически.х процессах, в экологических, биохимических и другах системах,

Одно из известных устройств для измерения концентрации ионов по коэффициенту преломления или поглощения света, проходящего через контролируемую среду, содержит световод, помещенный в объем с контролируемым раствором, источник света и фотоприемники на его концах Щ.

Недостаток из1у1ерителя заключается в том, что у него малая точность измерений.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является измеритель концентрации ионов, содержащий световод с соединительными частями, покрытыми защитной оптической оболочкой, и измерительной частью, погруженной в контролируемую

среду, потенциостат, источник света, фотоприемники и измерительную схемуГ21.

Недостатком известного измерителя концентрации ионов является невысокая точность измерения концентрации слабопоглощающих свет веществ, в особенности ионов, из-за влияния посторонних неанализируемых ионов.

Цепь изобретения - повышение точности измерения.

10

Для достижения этого в известном измерителе концентрации ионов измерительная часть световода покрыта оптически прозрачным проводящим слоем, подключенным в качестве электрода к

15 потенциостату. Кроме того, измеритель содержит генератор переменного напряжения, подключенный ко входу потенциостата,.

На чертеже схематически изображен

20 измеритель,

Он содержит изогнутый световод 1, погружаемый своей измерительной частью 2 в контролируемую среду. Соединитель-.

ые части световода, примыкающие к его

орцам, покрыты защитной оптической оболочкой 3, На одном конце световода 1 установлен источник 4 света и фотоприемник 5, воспринимающий лучи от источника света 4 через диафрагму 6. Фотоприемник 5 включен в оДно из плеч

измерительной мостовой схемы 7. В другое плечо измерительной мостовой схемы 7 включен фотоприемник 8, расположенный на другом конце световода 1 и воспринимающий лучи света, прошедшие через световод 1. Измерителё«ная часть 2 световода 1 покрыта оптически прозрачным проводящим слоем 9,

подкпюченным к потендиостату 10 в качестве электрода. Потенциостат Ю дополнительно содержит два электрода, электрод 11 сравнения и вспомогательньй электрод 12, оба погружаемые в контролируемую среду. Генератор переменного напряжения 13 подключен ко входу потенцирстата 10. Мостовая схема 7 подключена через селективный усилитель 14 к регистратору 15, В качестве оптически прозрачного проводящего слоя, покрывающего измерительную часть световода, могут быть использованы пленки полупроводников: двуокиси олова, окиси jwHKa, германия толщиной 2000-500рА или металлов: с ар ебра,у палладия, платины толщиной 50-100 А, ,

Измеритель концентрации ионов работает следующим образом. Световой поток .от источника света 4 падает на торец световода 1 и, -пройдя через последний, попадает на фотоприемник 8. Вел:ичина светового потока, попадающего на фотоприемник 8, изменяется в зависимости от изменения коэффициента поглощения света в исследуемой жидкости, в котоpjTO помещена измерительная часть 2 световода 1, Коэффициент поглощеНия света в жидкости зависит от концентрации светопоглощающих ионов в ней, С помощью потенциостата 10 и вспомога-

тельного электрода 12 на оптически прозрачном электроде 9 устанавливается такой потенциал, чтобы анализируемые ионы в жидкости, окружающей измерительную часть световода, электрохимически преобразовать в соответствующие свето. поглощающие компоненты. Потенциал рптически прозрачного электрода 9 Контролируется потенциостатом 1О с помощью электрода 11 сравнения. Световой поток от источника света 4 одновременно через диафрагму б попадает на фотоприемНИК S. Сигналы с фотоприамников 5 и 8 поступают в измерительную мостовую,схему 7, где они сравниваются, и по сигналу рассогласования судят о величине измеряемой концентрации ионов;

При использовании генератора 13 переменного напряжения, происходит модуляция потенциала оптически прозрачного электрода 9, в свою очередь, вызь вает циклическую генерацию светопоглощающих ионов в области, окружающей измерительную час:ть, 2 световода 1 и, следовательно, циклическое измерение интенсивности прошедшего чэрез световод 1 света,- Эта циклически изменяющаяся интенсивность света измеряется фото приемником 8, сравнивается с сигналом от фотоприемника 5 и через сэ-: лективный усилитель 14 попадает на регистратор 15. .

Данное изобретение позволяет повысить точность измерения концентрации ионов в растворах электролитов и раЪширит класс прецезионных измерителей концентрации ионов в технологических, медикобиологических и других системах. Для растворов электролитов, содержащи.х ионы сильно-светопоглощающих компонент, точность измерения концентрации ионов может быть повышена на два по-, рядка и более. ,.,

Формула изобретения

1.Измеритель концентрации ионов, содержащий изогнутый световод с соединительйыми частями, покрытыми защитной оптической оболочкой, и измерительной частью, погруженной в кон-тро- лируемую среду, потенциостат, источник света, фото при е мники и измерительную схему, от ли ч ающи и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, измерительная часть световода покрыта оптически прозрачным проводящим слоем, подключенным в качестве электрода к потенциостату,

2,Измеритель по п. 1, о т л и ч а щ и и с я тем, что он содержит генератор переменного напряжения, подключенный ко входу потенциостата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Патент ЧССР № 124740, кл, 428 3/00, опублик. 1965,

2,Авторское свидетельство СССР

№ 518703, кл, G 01 N 21/46, 1976 (прототип), ;