Способ измерения концентрации полярнойпРиМЕСи B ТЕКучЕМ НЕпОляРНОМ ВЕщЕСТВЕи уСТРОйСТВО для ЕгО ОСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01N27/00 

де R - постоянная Больцмана;

q - дипольный момент молекулы

полярной примеси; дТр - максимальная температурочувствительность измерителя температуры к ее изменению .на удвоенной частоте изменения электрического поля; Т - заданная максимально возможная в течение процесса измерения температура пробы вещества;

Кр - заданный нижний предел измеряемых мольных концентраций примеси;

Ерр - минимальная величина поля электрического пробоя анализируемого вещества в за,данных интервалах изменения его т-емпературы, давления и концентрации примеси. Предлагаемый способ, основан на ом, что при увеличении электрическоо поля, воздействующего на вещество, роисходит поляриза ция молекул вещетва, вдоль направления пол-я и выделятся энергия, которая в неполярных олекулах переходит в их внутреннюю отенциальную энергию, а в полярных тепло. При уменьшении электрического поля наличие полярных молекул риводит к охлаждению вещества.

В зазоре между электродами устройства, реализующего данный способ, установлен термоприемник, подключенный ко вторичному прибору.

На фиг. 1 изображен вариант выполнения устройства, реализующего данный способ;на фиг.2 - разрез А-А на фиг. ,1,

В корпусе 1 со штуцерами входа 2 и выхода 3 анализируемого, например, газа установлены электроды 4, которые могут быть покрыты слоями 5 диэлектрика. Электроды 4 подключены к исто.чнику 5 переменного напряжения заданной частоты f. В корпусе 1 установлена полупроводниковая пленочная термобатарея 7 (фиг.2) с ветвяMli 8 -и 9 п-типа и р-типа электропроводности. Ветви 8 и 9 соединены между собой мостиками 10, например в виде участков металлической пленки, являющимися спаями термобатареи 7. Каждая пара ветвей В и 9, соединенная мостиком 10, выполняет роль двух термоприемников, включенных по дифференциальной схеме измерения разности температур. Все спаи термобатареи соединены электрически последовательно, причем один из спаев каждой пары расположен в зазоре между электродами 4, например в центре и на оси зазора, а другой вне зазора, но внутри корпуса 1, Выводы термобатареи 7 подключены вторичному прибору 11.

Когда поток анализируемого газа проходит п.0д действием побудителя

расхода (не показан) через внутренний объем корпуса 1, одна часть 12 потока входит в зазор между запитанными переменным напряжением источника 6 электродами 4 и испытывает действие электрического поля. При этом газ во всем объеме между электродами, т.е. в любой точке зазора, дополнительно периодически нагревается и охлаждается с частотой 2f. Это происходит за счет поляризации молекул полярной примеси в электрическом поле.

Другая часть 13 потока анализируемого газа проходит зазор между электродами 4, т.е. не испытывает

5 действия электрического поля, и

сохраняет свою температуру постоянной. Спаи термобатареи 7,-размещенные вне зазора между электродами 4, воспринимают постоянную температуру

Q Т газа. В то же время спаи, размещенные в зазоре, воспринимают сумму Т + Д,Т постоянной Т и переменной i Т составляющих температуры газа в зазоре. Поскольку каждая пара спаев включена по дифференциальной схеме

5 измерения разности температур, суммарная термоЭДС термобатареи 7 пропорциональна переменной составляющей температуры газа в зазоре. Амплитуда этой термоЭДС, пропорциональная

0 измеряемой концентрации полярной

примеси, регистрируется (измеряется) с помощью прибора 11 (например селективного вольтметра, настроенного на частоту 2f). Измерение концентрации

5 полярной примеси в неполярной жидкости проводят аналогично.

Благодаря дифференциальной схеме измерения разности температур -данное устройство не реагирует на возможные изменения температуры входящего в устройство вещества и на изменение окружающей температуры. Это, а также селективное измерение термоЭДС на частоте 2f обычно порядка

5 10-20 Гц уменьшает уровень шумов, т.е. повышает чувствительность.

Предлагаемое устройство без применения специальных мер термостатирования имеет чувствительность около

Q 0,1 об.% К парам воды в воздухе

при нормальных условиях. Чувствительность к воде в трансформаторном масле - 0,002 об.%.

Конструкция устройства упрощается за счет отсутствия емкости с запасом эталонного вещества, системы его подачи, сравнительной ячейки и т.п. Кроме того, одним из достоинств устройства является облегчение его обслуживания.

Формула изобретения

1. Способ измерения концентрации i5 полярной примеси в текучем неполярном веществе, заключающийся в том, что на пробу анализируемого вещества воздействуют без пробоя периодически изменяющимся по амплитуде электрическим полем и;измеряют величину параметра, зависящего от концентрации полярной примеси, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, с периодом, равным периоду изменения амплитуды электрического поля, измеряют амплитуду периодических колебаний температуры пробы и по величине этой амплитуды определяют концентрацию примеси.

2. Устройство для реализации способа измерения концентрации полярной

примеси в текучем неполярном веществе, содержащее корпус, в котором установлены электроды с зазором, подключенные к источнику переменного напряжения, и вторичный прибор, о т личающееся тем, что в зазоре между электродами установлен термоприемник, подключенный ко вторичному прибору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №357512, кл. G 01 N 27/62, 1972.

2.Фарзане Н.Г. и Илясов Л,В. Автоматические детекторы газов. М.,

1972, с. 46-48 (Ьрототип).