Способ измерения электрической проводимости различных сред Советский патент 1982 года по МПК G01N27/06 

Изобретение относится к исследованиям физико-химических параметров жидких, сыпучих и твердых сред кондуктометрическим методом и может быть использовано для контроля механических напряжений в монолитных образованиях, для научных исследований, при разработке приборов контроля технологических параметров по. изменению их злектрической прюводимости в горной, химической, медицинской, пищевой, металлургической, атомной, строительной и др. областях промышленности.

Известны способы определения физико-химических параметров жидких, сыпучих и твердых сред кондуктометрическим методом, основанным-на измерении тока в цепи датчика {Ij.

Однако способы характеризуются невысокой точностью измерений из-за нелинейности выходных сигналов а зависимости от изменения контролируемых параметров, явлениями поляризации, влиянием внешних факторов ни измерительные схемы и т.д.; невысокой стабильностью, помехоустойчивостью, особенно при измерениях сред с малой гроводимостью; низкой разрешающеП t-пособностью, влиянием паразитных емкостей соединительных проводников.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения электрической проводимости жидкостей (электролитов) с использованием кондуктометрического датчика и генератора импульсов, основанный на изменении сопротивления R или эффективной ве10личины емкости С электролитических ячеек, включенных в RC-цепочки, определяющих частотную модуляцию сигналов, вырабатываемлх генератором 2.

15

Недостатки способа - зависимость разрешающей способности от применения определенных сочетаний электролитических ячеек с RC-цепочками, точности соблюдения геометрических

20 размеров и расстояний между электродами и т.д.;

недостаточная точность измерений из-за нелинейной зависимости периода частотных колебаний от электри25 ческой проводимости;

зависимость стабильности частоты от вида применяемых RC-цепочек.

Цель изобретения - повышение точности, разрешающей способности и 30 стабильности измерений. Поставленная цель дос.тигается тем, что в способе измерения электрической проводимости различных сре с использованием кондуктометрического датчика и генератора импульсов чувствительные элементы датчика пог ружают в исследуемую среду на требу емые расстояния или среду помещают между элементами датчика, определяю эквивалентное сопротивление кондуктометрического датчика с исследуемо средой и преобразуют изменение указанного сопротивления посредством интегральной частотно-задающей RCцепочки в частотный сигнал, определяющий период колебаний генератора импульсов, по которому судят об электрической проводимости исследуе мой среды. Период колебаний, вырабатываемых генератором, при таком включении дат чика и соответствующем подборе элементов генератора, определяется линейным выражением Т КэС,где Rj и С - параметры частотно-задающей интегрирующей цепочки;Rg - эквивалентное сопротивление датчика с исследуемой средой; С - емкость кон денсатора. Постоянная составляющая тока в цепи датчика практически равна О, чтоисключает поляризацион ные явления и увеличивает точность измерений. Получение линейной зависимости приращения периода колебаний от электрической проводимости исследуе мой среды очень существенно в приборах с непосредственным отсчетом показаний, т.е. Т f (), где аеэлектрическая проводимость. Предлагаемый способ характеризуется линейной зависимостью частот ных выходных сигналов генератора от изменения физико-химических пара метров, а следовательно, и электрической проводимости исследуемых сред, высокой помехоустойчивостью, что особенно важно для измерения физико-химических параметров сред с низкой электрической проводимостью; повышает точность измерений в 2-3 раза. Разрешающая способность устройства повышается в 3-5 раз при увеличении стабильности измерений в несколько раз. Предлагаемый способ позволит шире применять кондуктометрический метод измерения в различных областях народного хозяйства, в научных исследованиях в сочетании с элементами вычислительной техники, дает возможность проводить геофизические исследования механических напряжений в естественных и искусственных . монолитах. Формула изобретения Способ измерения электрической проводимости различных сред с использованием кондуктометрическогр датчика и генератора импульсов, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности, разрешающей способности и стабильности измерений, определяют эквивалентное сопротивление кондуктометрического датчика с исследуемой средой и преобразуют изменение указанного сопротивления I пос15едством интегральной частотно-Зсщающей цепочки в частотный сигнал, определяющий период колебаний генератора импульсов, по которому судят об электрической проводимости сред. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 648833, кл. G 01 N 27/06, 1979. 2.Лопатин В.А. Кондуктометрия. Новосибирск. Изд-во Сибирского отделения АН СССР, 1964, с. 136-138, рис. 6, 22-6,24 (прототип).