Устройство для кондуктометрических измерений Советский патент 1980 года по МПК G01N27/02 

1

Изобретение относится к физикохимическим измерениям и может быть использовано, например в приборах для измерения концентрации растворов кондуктометрическим методом.

Известно устройство для автоматических кондуктометрических измерений, состоящее из двух встречно включенных мостов: уравновешенного измерительного и неуравновешенного моста температурной коррекции, где в качестве датчика используется термометр сопротивления, а суммарный сигнал с выходаизмерительной схемы подается на вход электронного усилителя Щ .

Однако это устройство не обеспечивает- высокой точности измерений, тагк как оно не учитывает изменение сигнала от температуры в широком диапазоне концентрации. Абсолютная температурная коррекция при использовании подобных устройств возможна лишь при одной концентрации и при изменении температуры максимум в двух точках. Кроме того, устройство обладает низкой надежностью и превращает процесс калибровки в трудоемкий процесс.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемО1-ту является устройство для кондуктометрических измерений,

5 содержащее уравновешенный электрический мост, в одно из плеч которого включена измерительная кондуктометрическая ячейка и неуравновешенный мост, подключенные через дополнительный реохорд, движок которого кинематически связан с движком реохорда измерительного моста, ввиду чего корректирующий сигнал зависит не только от температуры, но и от контролируе 5 мого параметра.

При изменении контролируемого параметра (сопротивления, величина которого зависит от уровня концентрации и т.п.дополнительный реохорд

20 за счет кинематической связи с измерительным мостом сдвигается пропорционально изменяемому параметру, а это, в свою очередь,- вызывает пропорциональное изменение выходного сигнала с этого моста. Двигатель нульиндикатора отрабатывает разбаланс и, таким образом, осуществляется корректировка температурной погрешности в зависимости от величины контро,30 лируемого параметра. Температурная

коррекция в таких устройствах очень высока 2.

Однако данное устройство обладает целым рядом недостатковJсвязанных, прежде всего, с кинематической схемой и конструкцией реохордов.

Применение двух трущихся прецизионных реохордов значительно сокращает надежность прибора по сравнению с существующими. Конструкция кинематически связанных, разных по номиналу реохордов достаточно сложна в изготовлении. Кинематическая связь, взаимное влияние положений двух реохордов превращает калибровку приборов в сложный процесс.

Цель изобретения - увеличение надежности работы, а также упрощение процесса калибровки.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введена сравнительная ячейка, включенная в цепь питания неуравновешенного электрического моста.

На чертеже представлена измерительная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит уравновешенный мост 1 и неуравновешенный мост 2, включенные параллельно друг другу ко входу нуль-органа 3. Измерительная кондуктометрическая ячейка 4 включена в одно из плеч моста 1, а сравнительная кондуктометрическая ячейка 5 включена в цепь питания моста 2.

Работает устройство следующим образом.

При изменении температуры раствора изменяется сопротивление сравнительной кондуктометрической ячейки 5 на лг . За счет параллельного включения мостов 1 и 2 и изменения сопротивления в цепи питания на 4, происходит перераспределение напряжения питания между мостами 1 и 2 и изменяется сигнал рассогласования с моста 2, по этой причине меняется диапазон измерения измерительной схемы. Изменение диапазона A3, происходит пропорционально изменению сопротивления сравнительной кондуктометрической ячейки, т.е. прпорционально температурному коэффициенту раствора.

Проверка предлагаемого устройств для кондуктометрических измерений проводилась на растворах капролактама с содержанием в них серной кислоты 55,0%;58,1%; 62,2% при температуре 75-105°С. В таблице приведены результаты испытаний.

Сопроти вление, Ом

Показания прибора в дел.

Сопротивление,

Ом62,2%

Как,видно из представленной таблицы, сопротивление раствора при содержании 55% составляет при С - 152 Ом, а при 105°С 52,5 Ом, т.е. изменение сопротивления от изменения температуры на составляет 99,5 Ом, при кислотности 62,2% И„50д . Это изменение почти в 4 раза меньше и, тем не

88 77 67 52 42,5 35

78 78 ,73 78 79 19 43,5 38,5. 34 27 22 18

менее, показания прибора и в том и другом случае практи 1ески не изменяются.

Таким образом температурная компенсация приближается к абсолютной, в то же время само устройство значительно упрощено: из измерительной схемы исключены промежуточный реохорд, а также отдельный источник питания неуравнойешенного моста. Исклю чение из схемы промежуточного реохор да повышает надежность устройства. Процесс -калибровки предлагаемого устройства заключается в следуюпдем: уравновешенный измерительный мост разгоняется или рассчитывается на возможность измерения всего диапазона изменения параметра (сопротивления) при минимальной температуре, неуравновешенный мост рассчитывается таким образом, чтобы полный сигнал рассогласования с него при максимальной температуре измерений уменьшеш диапазон уравновешенного моста до соответствующей величины. Характер изменения диапазона измерения (его функциональная зависимость от температуры) обеспечивается применением сравнительной ячейки, сопротивл ние которой изменяется от температур по тому же закону, как и диапазон из мерения всей концентрационной кривой данного определенного вещества, что значительно проще процесса кгшибровк известного устройства. изобретения Формула Устройство для кондуктометрических измерений, содержащее уравновешенный электрический мост, в одно из плеч которого включена измерительная кон- дуктометрическая ячейка, неуравновешенный электрический мост и нуль-орган, ко входу которого подключены оба параллельно включенных моста, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и упрощения его калибровки, в устройство введена сравнительная ячейка, включенная в цепь питания неуравновешенного электрического моста. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Стальнов П.. И. и др. Антомпти;зация и контрольно-измерительные приборы, 1973, № 2, с.11-13. 2.Авторское свидетельс во СССГР № 322636, кл.С 01 F 23/24, (прототип .