Способ измерения концентрации веществ Советский патент 1981 года по МПК G01N27/22 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВ

Изобретение отнойится к измеритель ной технике, в частности к электрофизическим способам измерения концентраций, и может найти применение в химической и горнохимической промьшленности. Известны диэлькометрический и кондуктометрический методы измерения концентраций, точность которых сильно зависит от постоянства состава, плотности и активной проводимости пробы. Эти же характеристики относятся и к СВЧ-методу р. Однако введение коррекции по плотности, например, с помощью рентгеновского или -излучения значительно услож1иет способ. Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения влажнсюти посредством двух односторонних емкос ных-датчиков, между которыми помещают испытуемь й материал, причем измерения производят при замкнутых и разомкнутых электродах датчиков, вкл ченных соответственно параллельно ИЛИ последовательно. Эти емкостные датчики- включены в колебательный контур автогенератора, изменение частоты которого служит информационным параметром для определения влажности Г23. Недостатком известного способа является низкая точность измерения изза погрепшости, вызванной изменением проводимости пробы. Кроме того, при измерении влажности материалов с высокой электропроводностью, таких как угольная шихта или рудный концентрат, обьем высокочастотного поля, а следовательно, и размеры датчика ограничены мощностью и условиями возбуждения автогенератора. Измеряемый объем не позволяет судить о влажности всей пробы, что также снижает точность измерения. Цель изобретения - повьшение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в способе измерения концентрации веществ путем-измерения частоты автогенераторов, в частотнозадакщую цепь которых включены по отдельности односторонние емкостные датчики, через электроды крайних датчиков пропускают ток, частота которого в 5-10 раз ниже частоты автогенератора, и измеряют низкочастотное напряжение между электродами датчиков, посредством которого производят коррекцию величины концентрации исследуемого вещества.

Предлагаемый способ позволяет внести поправку на изменение частоты автогенераторов, вызванное активной проводимостью пробы, так как падение напряжения между электродами пропорционально активной проводимости пробы, и тем самым повысить точность измерения.

На чертеже приведена функциональ-. ная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит два автогенератора I, соединенных через преобразователь 2 частота-напряжение с сумматором 3. Электроды 4 датчика включены в. контур автогенератора, злектрод 3 заземлен, электрод 6 через конденсатор 7 соединен с общей шиной и подключен к выходу генератора 8 тока низкой частоты и ко входу усилителя 9. Сумматор 3 и усилитель 9 подключены ко входу вычитакяцего усилителя 10 с регистрирующим прибором 11 на выходе .

Преобразователи частота-напряжени выполнены таким образом, чтобы при уменьшении частоты напряжение на выходе увеличивалось. Это достигается применением указанной схемы с генератором опорной частоты и преобразованием в постоянное напряжение разностной частоты. Величина опорного напряжения входе усилителя 9 должна быть такой, чтобы при максимальном сопротивлении между электродами (для данного материала) напряжение на выходе усилителя 9 равнялось нулю. Емкость конденсатора 7 должна Оыть достаточной для работы автогенератора и в то же время ее сопротивление дпя тока низкой частоты должно быть велико. Генератор 8 тока низкой частоты служит стабилизатором тока низкой частоты, протекающего

между электродами 5 и 6 датчика и выполнен по известной схеме.

Способ можно уяснить, рассмотрев работу устройства дпя измерения концентрации жидкости, например воды.

Частота автогенераторов 1 зависит от диэлектрической постоянной материала, на йоверхности которого находятся электроды датчика. При увеличеНИИ влажности диэлектрическая постоянная матери ал а увеличивается и частота автогенераторов уменьшается. Увеличение проводимости пробы также сопровождается уменьшением частоты

автогенераторов 1. Напряжение на выходе преобразователей 2 частота-напряжение и сумматора 3 при этом увеличивается. При увеличении проводимости пробы падение напряжения между электродами 5 и 6 уменьшается, а напряжение на выходе усилителя 9 увеличивается. С помощью вычитакщего усилителя 10 это Напряжение вычитается из напряжения, снимаемого с сумматора и эависящего от диэлектрической гфоводимости пробы. Таким образом, происходит уменьшение влияния погрешности, . вызванной изменением проводимости пробы. Так как низкочастотное поле

охватывает больший объем материала, то измеренная проводимость близка fe истинной проводимости.

Число емкостных датчиков может быть больше двух, В этом случаеони располагаются линейно и генератор тока иизкой частоты подключается к крайним электродам датчика, а низкочастотное напряжение измеряется между электродами, расположенными

между электродами центрального и одного и крайних датчиков.

Предлагаемым способом измеряется концеитрация солей в этилцеллюпозе дпя определения конца промывки.

Высококонцентрированные растворы солей и щелочей находятся в микрокапиллярах и малая скорость диффузии не позволяет определить конец прошвки по электропроводности воды, Измерение предварительно отжатой этилцеллюлозы емкостным датчиком в контуре автогенератора, частота генерации которого свьппе 5 МГц, позволяет определить концентрацию солей в микрокапиллярах, а измерение проводимости на частоте 50-1000 Гц или постоянном токе внести поправку на проводимоёть воды, применяемой для промывки.

Формула изобретения

Способ измерения концентрации веществ путем измерения частоты автогенераторов, в частотнозадакщую цепь s которых включены по отдельности односторонние емкостные датчики, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, через электроды крайних датчиков пропус- to К4ЮТ ток, частота которого в 5-10 раз

ниже частоты автогенераторов, и измеряют низкочастотное напряжение между электродами датчиков, по которому определяют концентрацию исследуемого вещества.

Источники информации, приня1ъ1ё во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 297916, юл. G 01N 27/22, 1968.