Устройство для измерения электропроводности жидкости Советский патент 1980 года по МПК G01N27/02 

Изобретение отно аится к области ф«зиК10-х-и1мическ1их методов анализа, в частности, 1К спо-собам ,и устройствам для изме1рения элвкт,роП|ро1В оганости ipaiCTiBOipoB электролитов и может быть применено в кондукто- 5 .метр:ах С ком1пвН:сацией температурной стопрешмости.

Изеестно устроисиво для измерения электропроводности, содержащее .метатли;ческ:ие или .правод1НИ1кавые TepiMO- Ю резисторы, включенные IB мостовые изме1р,ительные схемы и далее на реги стратор 1.

УстрОЙство имеет иевысокую точность температурной .комл.еисаадии. Полупрсаодникавые же терморезисторы, кроме того, 15 обладают заметной (нелинейностью, что создает дополнительную неточность.

Наиболее близкое техническое решение-устройство для измерения электропроводности, содержащее две электролитичес- 20 кие ячейки, термометры сопротивления, включающие в мостовую измерительную схему 2.

У этого устройства - точность компенсации недостаточна, так как невозможно 25 иметь ностоянство .состава л 0Мпе;1сацвС(Нного раствора при изменении состава контролируемого раствора. Кроме того, раствор компенсационной ячейки со временем изменяет свои свойства, его периодически 30

надо заменять, чт1О вызывает неудобство в эксплуатации.

Цель изобретения-повышение точ1ности измерения.

|По1Ста1вленная цель достигается тем, что устройство содержит электролитичеоК|Ие ячейки, тер:мометры сопротивления, включенные IB изме;ритель1ные схемы, и репистратор, и имеет дифф|еренциальный трансформатор с одной вторичной и двумя лерЛИЧНЫМ1И О|бмотка:ми, Д1ва 1не трааз,но1вешенных Моста переменного тюка, а также второй тран1сфар:матор, цричем в Обе первичиые обмотни дифференциального т(ран0форматора (введены 1подстроечный резистор и термометр сопрот1ивпения, а его вт1с;р:ич ная обмотка включена в диапональ первого моста, в ллечи KOTOiporo включены терморезисторы, Выходная диаРональ первого места вклЮЧена в диагональ второго, в плечи которого Включены электролитичесиис ячейки, выход же второго моста и последовательно соединенная с ним вторичная об;мотка второго трансформатора, куда такж1 включена электрическая ячейка, подсоеди} ены ко входу усилителя.

В данном устройстве измеренИе параметров потока раствора производят в двух температурных зонах, одна из которых является исходной и, результат приводят

к оДНой ПОСТОЯННОЙ температ)фе ,др|и помощи темперaTyipHOfi лоПравки, IB -которую вводят текущее значение .коэфф иц.иента элвктрС1гП|р101водности, для чего измеряют раз1но:сть a neKTipionipOBoaiHocTefi и .ра:знссть те.Мпаратур этих зон, ;раз:ность между :ггсход ной температурой .и температурой, к которой П|р1И(ВОДят 1НЗмерен.ие, и ло 1н,И:м -судят о температурной шол.ранке, а та.кже измеряют электр0|др,аводн ость ,раство;ра с исх.одиой температурой, аК|0:и1чательный же резхльтат вы:41исляют по ф0р(муле:

ДА,

Хо., : Д/ Л/,

где

Яо - элект1роп|рю:вод1ность paiCTiBioipa, npinseдедная к лостоя.нной температуре измерения, например, 40° С; Х - электропроводность раствора з зоне с

ИС ХОД ной тем(Н ер а ту:р|)й;

А/- раз:но€ть-между поотояи-ной температурой, к которой приводят из-мереиие, и исходной температурой, т. е. AXi - ра:31но.сть электр-апроводностей зоя с

ip а 3Л1И1Ч в ьгм1И темп ера тур ами; Д 1-|разто1сть темиаратур этих зои.

На 1Ф.ИГ. 1 изображена завнснмо-сть электропроводности раствора от температуры и да|П|Но-го Х1ими-че1скаго юостава; на ф.ит 2- Ир ад л а I-а е мю е устро й-с тво. Из уравнения

(1)

X( -i- a(,}

ВИДНО, что текущее значение электропроводности Х/ nipiH данной температуре изме рания / является фунюиией электрошрозод-ности Ко три 1Нвкото-рой но-стоянн1эй температуре to я жо-эфф.кциента электралраво:.ности а, а он, в 1авою очередь, является -нелинейной функцией химического соста1ва и концентрации раствора, :и предста:вляет семейство кривых с точкой перегиба при темлературе нример1но 4iO° С в диапазоне 20- 70° С. Поэтому, если измер1епия приводить к п.о стояиной температуре, -соотает-ст-вующей j0чке перег1иба (п-римерню 40° С), то с дс1Статоч|ной точностью можно оч.итать, что для любого ра.створа дан1Н10,Г1О х.имнче кого icoС:тава -и концантраиия текущее значсоше коэффициента элактрспроеодности до точки перегиба одно, -лосле точки перегиба-Другое.

На фиг. 1 показан пример, где исходная температура раствора / выше постоянной темиературы to, а иоэффицпант электропроводноСти олре целяется так:

k

(2)

tg а :

где AKi-щриращевие элвктрошроводностеи; (раэиость температур зон потака.

одна из iKOTOpbix имеет исходную температуру t, другая-(иакусственио или естественно созда,Н1ную температуру /i. Эти электроилроводн-ОСти И температуры измеряют в соответствуюи;их точках потока раствора. Значит, электр10П1ро1в-од1но-сть, inp иве денная к П1остояни-о-й температуре, to, -будет

(3)

где л -электропров-одность раствора -л

зоне с ИСХОДНОЙ температ р-:)й, - температурная поправка, знак которОЙ зависит от И1схол;ной температуры (больше иди меньше /°). Очевидно, что полшавка

Ал А/

--- дт;

(4)

где Д/ - разность 1между исходной температурой и -постоянной температурой, iK которой приводят из1мереп- е. Окончательный яид уравнения, но -которому вычисляют пр Рведенн ую эл-ектропроводнюсть, будет

ДА, А/,

Устройство состоит из трансформатора Tpi :в перВ|ИЧ Ньге о|бмотки которого -зключены терморезистор , и нодстроечпый резистор R, (вторичная его обмотка соединена с диагональю первого моста переменного тока (R, Кз, Rt,, KI, ), выход первого моста подключен на вхол, вто-рого (ячейки

2, 5з, резисторы R:,, R). На зыходе второго имеется резистор иагрузми Rj. Вторая часть устройства, служащая для ; 3|Мерения Электро:про-водностн -paicTBOipa нрн исхолной температуре, имеет трансформатср , во

вторичную обмотиу iKOToporo В(ключены электролитичеока-я ячейка Э и рези|ст-0|р магруЗ.ки RSСуммирОван-ие соуще-ствляется :на рези.сторах Rj И RS, для чего они соединены последов-ательно п подклго ге.ны ко вход}- регистратора.

Ра-бота устройства за1ключается з том, что в «ем -осуществляются операцни ИО вычислен ию текущего значен.ия электропроводи-ости при И31мененни температуры, хил-1Ического состава И л-зонц-снтрации. При этом прпра-щение температуры моделируетоя выходным напряжением Uz первого моста, прнращение электроиров-одности -моделируется напряжением /7з второго здоста. этих (напряжений вычисля1ется за счет взаимного -соединения MOiCTOB, для этого первый мост под-стр-оечным резистором устанавливают в положение разбаланса, -так что -при увеличении Ati ПгроИСходит уменьшение ip аз баланса, а резистором 4 уст аи ав л ив а ют крутизну выХОДН10.ЛО ладряжения. Бсли, на:при:мер, температура раствара, у1величи1вается, то увеличивается напряже-5 н,ие f/4 за 1счет уменьшання сопротивления ячейки 5. При этом увеличивается напряжвние Ui (так «aiK изменилось оопротивление Rt,) f/a м f/з (ло тем же Л1р(Ичинам), но сумарное значением напряжения f/s не из-ю менилось, так как напряжение U противофазно напряжению 6 4Изобретение создает экономический эфф:акт за 1счет тавышения точ1ности измерения темларатур раствора, так как исклю-15 чает (Оборудававие ло тармостатираваиню раствара..

Фо1р:мула , етения

Устройство для 1ИЗ(мерения электродроводности жидкости, садержащее электролитические ячейки, тер1мо,метры сопротивления, включенные в измерительные схемы, регистратор, отличающееся тем, что, с целью оовышенйя точН0сти измерения, в

Источники 1инфор.ма|Ц«и, принятые во (внвмалие при экспертизе:

1.КулакоВ М. В. Технологические И31мерения и дрибары для химических производств, М., «Химия, 1974, с. 262.

2.Кликов М. В. Технологические измерения и трибцры для химических производств, М., «Химия, 1974, с. 26:1. устройство вБеден дифферендиальный тран.сфор матор, с одной вторичной и двумя первичными обмотка-м.и, два иеура ановешенных люста, второй трансфоргматор, причем в ле1рвич1ные обмотки дифференциального Т1ра1нсформатора включены тер.мометр сонротивления -и л оде троечный резистор, а вторичная обмотка включена в диагональ лервого моста, в ллечи которого включены терморезисторы, выходная диагояаль ларвото моста включена на вход второго моста, в плечи которого включены электролитические ячейки, обмотка второго трансфарматора с иодключеаной к ией злектролитичеокой ячейкой последовательно с выходом второго трансфор/мато/ра включена на вход регистратора.

U hA гг