Устройство для анализа расплавов солей и растворов электролитов Советский патент 1980 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к области физикохимического анализа, в частности к области высокочастотной кондуктометрии, и может быть использовано для физико-химического анализа расплавов в химической, металлургической, материаловедческой, силикатной и других отраслях народного хозяйства. Известны устройства для физико-химического анализа расплавов и растворов злектролитов, работающие по принципу Куметра (О-метр и использующие резонансные чувствительные элементы, выполненные в виде параллельных и последовательных колебательных контуров 1 Наиболее близким техническим рещенйем является устройство, содержащее генератор синусоидального напряжения высокой частоты, ре зонаИсный чувствительный элемент, измерительную ячейку и регистратор измерительного сигнала 121. Напряжение высокой частоты от генератора через разяе;1ительное сопротивление R подается на постоянное малое сопротквпенне RO, включенное последовательно с катушкой индуктивности а контура. Падение напряжения на сопротивлении RO возбуждает электромагнитные колебания в чувствительном элементе и в измерительной ячейке, соединенной параллельно с .емкостью контура С . Потери электромагнитной энергии в исследуемом расплаве вносятся в чувствительный элемент, его добротность Q уменьшается, следовательно, измерительный сигнал Ug, снимаемый с контзфа, соответственно, уменьшается. Таким образом, напряжение выходного (измерительного) сигнала U, является функцией измеряемой электропроводности (a) или сопротивления измерительной ячейки U(,.(R5 ) Зная заранее первнчн)то функциональную зависимость (d или (Рд), которая снимается при градзировке устройства перед экспериментом по эталонным расплавам с известной a,j или по эталонным сопротивлениям определяют искомую электропроводность а по величине U и градуировочному графику , где а - постоянная измерительной ячейки, известная величина. Недостатком устройства является низкая точность измерений на верхнем пределе нэмереНИИ, т.е. при а °° ;R - 0; верхний прдел измерений ограничен и далеко не охватывает значений электропроводности расплавов солей При высоких температурах. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение предела измерений. По ставле1шая цель достигается тем, что измерительная ячейка включена параллельно ак.тивному элементу колебательного контура. При таком способе соединения ячейки с резонанснымчувствительным элементом добротность тседйёЖ 1ГрШттеШй;йе зависит от электропроводности исследуемого расплава (раствора), fffi йрбцёссе эк:спё рЙ Йёнта ойгСется Пбсгойнной, равной первоначальному значению (. Однако теперь выходной (измерительный) сигнал функционально связан с измеряемой элект ропроводностью через амплитуду ЭДС, возбуждающую электромагнитные колебания в резонан сйом Чувствительном элементе. Измерительную инфорШций, как и в прототипе, получают по ШШчийе амплитуды выходного сигнала и, с помощью градуировочного графика (о) или Uc (Ra)На фиг. 1 и 2 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 3 - граду-ировотаый график.- . Схема содержит последова;гелбн едш1енНые генератор 1 синусоидального напряжения высокой частоты и резонансный чувствительный элемент 2, измерительную ячейку 3, соединен 11уто йарШ1лельно активному сопротивлению RO, еклЙчеШбму последовательно с катушкой индуктивности Lj резШаВСйбго чувствительного элШёнта, являющемуся одновременно частью i; ;,-; нагрузки генератора 1 и Внутренним сопротивлениеМ источника резонансного ЧЭ, регистратор 4измерительного сигнала, соеди 7 нённь1Й параллельна чуёСтвйтеябийму элементу. Устройство работает следующим образом. Сшгусоидальное напряжение вьшокой частоты от генератора 1 через разделительное сопротивление Я подается на постоянное омическое сопротивление R, включенное последовательно с катушкой индуктивности Ц. чувствительного элемента. Падение напряжения на сопротивлении RO возбуждает электромагнитHbie колебанЙй вЧувс:11Е1йтельноМ элементе и таким образом является источником ЭДС , для чувствительного элемента, а сопротивление ROвнутренним сопротивлением этого источника.. Измерительная ячейка 3 соеДйн1е11а параллел но с источником ЭДС, т.е. параллельное сопро тивлением RO, поэтому общее сопротивление источника ЭДС оказывается переменным, зависящим от измерительной ячейки R , т.е. завиЬяШй от элек1грб1йр6йЬдности исследуемого расплава и представляется следующей зависимостью:RO 5 - общее внутренее сопротивление истошгака ЭДС; - сопротивление измерительной а - постоянная ячейки. В данном случае амплитуда ЭДС равна амплиуде падения высокочастотного 19апряжения на соротивл енйи RO при протекании через него высокочастотного тока постоянной амплитуды Jo, определяемой болылим сопротивлением поэтому она имеет точно такую же функциональную зависимость от электропроводности расплава (раствора), какую имеет RO т.е. JoRo f() V QO Очевидно, что выходной сигнал U является Измерительным сигналом, имеет такую же Функциональную зависимость от измеряемой электропроводности, как и Ro(Rg), е (а). Добротность QO остается постоянной при выполнении условия RQ « R, где R - актйвйое сШротивление катущки индуктивности контура. Условие это легко выполнимо. ИзмерИ1ельную информацию получают по записи измерительного сигнала U- с помощью градуировочного графика, приведенного на фиг. 3. Положительными эффектами устройства являются высокая точность измерений и расширение предела измерений. Формула изобретения Устройство Для анализа расплавов солей и растворов электролитов, содержащее генератор высокой частоты соединенный с колебательным контуром, измерительную ячейку, включенную IB колебательный контур, регистратор, отличай) щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений; расширесгая пределов измерения, измерительная ячейка включена параллельно активному элементу колебательного контура. Источники информации, принятые во BHHMaiffle при экспертизе 1. Заринский 8. А. и Ермаков В. И. Высокочастотньш химический аналиэ. М., 1970, с. 47-56. 2. Алексеев Н. Г. и др. Применение электронных приборов и схем в физико-химическом исследовании. М., 1961, с. 76 (прототип).

UZ.i