Измеритель сопротивлений электролитов Советский патент 1980 года по МПК G01R27/22 

1

Изобретение относится к измерению электрического сопротивления электролитов (водных растворов солей, кислот и щелочей) с первичными преобразователями в виде контактных кондуктометрических ячеек, и в частности, может быть применено в геофизических исследованиях скважин для измерения удельного электри-. ческого сопротивления скважинной или .пластовой жидкости.

Известен компенсатор постоянного тока для измерения активных сопротивлений, который содержит источник для получения двух равных по величине постоянных токов ij.

Его недостатком является высокая погрешность при измерении сопротивлений проводников второго рода (электролитов) вследствие-поляризации измерительных электродов кондуктометрической ячейки.

Наиболее близким к предлагаемому является компенсационное устройство на постоянном токе для измерения электропроводности электролитов,коtopoe состоит из двух источников постоянного напряжения, двух переменных сопротивлений, двух миллиамперметров, четырехэлектродной

кондуктометрической ячейки и градуированного реохорда, образующих две независимые электрические цепи, а также нуль органа - указателя компенсации. Переменные сопротивления предназначены для регулирования токов в цепях, миллиамперметры для контроля за ними, а указатель компенсации для сравнения

0 и компенсации падений напряжений, снимаемых с измерительных электродов ячейки и с части сопрот21вления градуированного реохорда .

Недостатком предлагаемого устройства является низкая точность измерения, обусловленная погрешностью, вводимой поляризационными, явлениями на электродах ячейки и погрешностью измерения токов источника питания,

20 так как отношение величин этих токов непосредственно входит в результат измерения электропроводности. Погрешность от поляризационных явлений определяется в основном на2S личием электрохимических потенциалов электродов ячейки относительно среды (электролита. Величины этих потенциалов изменяются при протекании токов с электродов в раствор,

30 при изменении концентрации раствоpa, при его перемешивании и под влиянием других причин.

Изменение потенциалов токовых электродов, а также диффузионные явления в электролите являются причиной нестабильности токов от источников питания и погрешности их измерения, куда также входит погрешность самих миллиамперметров. Изменение потенциалов измерительных электродов также вызывает погрешность измерения, так как эти потенциалы в виде их разности непосредственно входят в напряжение, снимаемое с измерительных электродов.

Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение процесса измерения.

Указанная цель достигается тем, то в измеритель сопротивлений электролитов, содержащий источники постоянных ТОКОВ , градуированный реохорд, нуль-орган и четырёхэлектродную кондуктометрическую ячейку, вве-. ены конденсатор, управляемый ключ и модулятор, причем одна обкладка конденсатора подключена к измерительному электроду кондуктометрической ячейки, другая обкладка - к вхоу управляемого ключа и градуированному реохорду, выход управляемого ключа подключен ко второму измерительному электроду и к нуль-органу, а модулятор подключен к источнику постоянных токов и к управляемому ключу, а также источники постоянных токов замещены одним источником дбух равных токов.

На чертеже приведена фун-кцирнальная схема устройства, содержащая источник 1 двух равных постоянных токов с двумя независимыми выходами 2 и 3, четырехэлектродную кондуктометрическую ячейку 4 с токовыми электродами 5 и 6, измерительными 7 и 8, градуированный реохорд 9,модулятор 10, конденсатор 11, управляемый ключ 12 и нуль-орган 13. Токовые электроды 5 и б ячейки 4 подключены к выходу 2 источника 1 равных токов, а градуированный реохорд 9 к выходу З.Модулйтор 10 соединен с источником 1 и входом управляемого ключа 12, причем выходы ключа подключены через нулевой органа 13 к градуированному реохорду 9 и также через конденсатор 11.к измерительным электродам 7 и .8 кондуктометрической ячейки/

Устройство работает следующим образом.

Модулятор 10 позволяет получать от источника 1 токи питания в виде импульсов, совпс1дающих в обоих цепях как по амплитуде, так и по фазе. Импульсы токов с выходов 2 и 3 протекают соответственно через электролит с помощью токовых электрюдов 5 и б и через сопротивление градуированного реохорда 9, создавая на них падение напряжения,снимаемые соответственно измерительными электродами 7 и 8 в ячейке 4 и движком реохорда 9. Ключ 12 управляется модулятором 10 таким образом,что при прохождении импульсов токов через электролит и реохорд он разомкнут, а замкнут во время паузы между импульсами.

При замкнутом ключе 12 и отсутствии тока через электролит конденсатор 11 заряжается до напряжения равного разности потенциалов измерительных электродов 7 и 8, т.е. призводится запоминание напряжения , создающего погрешность измерения. При прохождении импульса тока через электролит на разомкнутом выходе ключа 12 напряжение равно напряжению на измерительных электродах за вычетом разности электродных потенциалов, запомненной конденсаторо 11. Таким образом, при разомкнутом, ключе 12 на органы уравновешиваниянуль-орган 13 и реохорд 9 - подаетс истинное падение напряжения в электролите между измерительными электродами 7 и В, несущее информацию об измеряемом сопротивлении, а при замкнутом ключе токи в измерительных цепях отсутствуют, кроме замкнутой цепи: измерительные электроды 7,8 конденсатор 11, где происходит запоминание разности электродных потенциалов. Процесс этот повторяется с поступлением импульсов токов питания. Уравновешивание производится по нуль-органу 13 перемещением движка реохорда 9. При полной компенсации напряжений, сопротивление , измеренное по шкале градуированного реохорда 9 равно сопротивлению электролита между электродами 7 и 8. Равенство объясняется тем, что отношение токов, протекающ через измеряемое сопротивление и реохорд, равно единице.

Формула изобретения

1. Измеритель сопротивлений элекролитов , содержащий источники постоянных токов, градуированный реохорд нуль-орган и четырехэлектродную кондуктометрическую ячейку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса измерения,в измеритель введены конденсатор, управляемый клю и модулятор, причем одна обкладка конденсатора подключена к измерительному электроду кондуктометрической ячейки, другая обкладка - к входу управляемого ключа и градуированному реохорду, управляемого ключа подключен ко второму измерительному электроду и к нуль-органу, а модулятор подключен к источнику постоянных токов и к управляемому ключу.

2. Измеритель сопротивления электролитов по П.1, отличающийся тем, что источники постоянных токов заменены одним источником двух равных токов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 3,01630, кл. G 01 R 17/00, 15.10.69

2.Лопатин Б. А. Коняуктометрия. СО АН СССР, 1964, с,152, 1рис.8ЛОа.