Кондуктометр Советский патент 1982 года по МПК G01N27/02 

(54) КОНДУКТОМЕТР

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для регистрации удельной электропроводности водных растворов кислот, щелочей и солей.

Известна конструкция кондуктометрического прибора, применяемого для измерения и регистрации удельной электропроводности электролитов, содержащая бесконтактные датчики электропроводности 1.

Однако прибор обладает недостаточной точностью измерений.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является кондуктометр, состоящий из канала для жидкостного контура, покрытого защитной облицовкой и установленного на несущей штанге измерительной схемы и регистрирующей 2.

Недостатки кондуктометра заключаются в том, что в процессе работы в канале для жидкостного контура осаждаются кристаллы электролита и примесей, содержащихся в растворе, в результате точность измерения со временем снижается.

Для восстановления требуемой точности измерения датчик необходимо извлекать из

раствора электролита и смывать или скалывать образовавшиеся наросты, что связано с риском механического повреждения защитной облицовки датчика и непроизводительными затратами труда в условиях вредного воздействия среды на человека. Резьбовое соединение защитной пластмассовой облицовки датчика с металлической несущей щтангой, вследствие значительной (на порядок и выше) разницы коэф10 фициентов термического линейного расщирения металла и пластмассы, недолговечно. Возникающие при перепадах температуры термические напряжения разрушают облицовку, электролит проникает внутрь датчи j ка и выводит прибор из строя.

Цель изобретения - повышение стабильности и точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что кондуктометр, содержащий датчик электропроводности с каналом для жидкостного

0 контура, покрытого защитной облицовкой, измерительную и регистрирующую схемы, снабжен источнико.м буферного электролита. которь й соединен трубопроводом с каналом жидкостного контура датчика. Кроме того, с целью уменьшения расхода буферного электролита, в выходных отверстиях канала для жидкостного контура датчика установлены фильтрационные вставки. Защитная облицовка датчика и несущей штанги выполняется за одно целое и сопрягается с несущей штангой по скользящей посадке, что позволяет устранить возможность возникновения тепловых и усадочных напряжений, обусловленных различными коэффициентами термического расширения материала облицовки и арматуры штанги. Протекая по каналу, буферный электролит растворяет и смывает продукты кристаллизации рабочего раствора электролита и другие загрязнения, искажаюшие показания прибора. На фиг. 1 дана принципиальная схема кондуктометра; на фиг. 2 - схема жидкостного контура. Кондуктометр состоит из закрепленного посредством облицовки 1 на несущей штанге 2 датчика электропроводности 3с каналом 4 для жидкостного контура 5. Источник 6 раствора буферного электролита сообщается с каналом 4 трубопроводом 7. Сигналы от датчика передаются по проводам 8 на измерительную 9 и регистрационную схему 10. Защитная облицовка 1 жестко связана с крепежным фланцем 11, на котором размещена распределительная коробка 12. В выходных отверстиях канала 4 заделаны фильтрационные вставки 13. Кондуктометр работает следующим образом. Датчик 3, подключенный к измерительной 9 и регистрирующей 10 схемам, и к источнику 6 буферного электролита, погружается в рабочий раствор. Буферный электролит, проникая через фильтрационные вставки 13, замыкает жидкостный контур 5 и прибор начинает измерять и регистрировать удельную электропроводность рабочего раствора электролита. Удельное сопротивление жидкостного контура, является суммой двух удельных сопротивлений (фиг. 2). R RI -f R2, где R, - удельно сопротивление буферно,ного электролита, который находится в канале 4 датчика; R2 удельное сопротивление рабочего электролита. Буферный электролит подбирается таким образом, чтобы его удельное сопротивление RI было меньше удельного сопротивления рабочего электролита Rj, т. е. R, R2Кроме того, удельное сопротивление буферного электролита постоянно, R const, что позволяет, отрегулировав соответственно измерительную и регистрирующие схемы. длительное время с большой точностью фиксировать изменение удельной электропроводности рабочего раствора электролита. Буферный раствор в канале 4 находится под давлением, которое создается любым известным способом, например насосом. Перепад давления не дает возможности рабочему электролиту проникнуть в канала 4 и, следовательно, он не может выпадать в осадок внутри канала. Кристаллы, образовывающиеся на наружной поверхности фильтрационных вставок 13, растворяются и смываются буферным раствором, который вследствие более высокого давления проникает через фильтрационные вставки в рабочий раствор. Несущая щтанга и защитная облицовка датчика сопрягаются но скользящей посадке. Такое сопряжение позволяет использовать несущую щтангу как арматуру, которая воспринимает основную часть механической нагрузки на датчик, и устранять возникновения напряжений в облицовке при изменении температуры, так как проскальзывание облицовки относительно штанги позволяет компенсировать разность коэффициентов термического расширения. Материалы, из которых изготавливаются несушая штанга и защитная облицовка датчика, подбираются исходя из реальных условий работы прибора. Несущая штанга, которая несет основную часть механической нагрузки, изготавливается из высокомодульных материалов, таких как металлы, стеклопластики и т. п. Защитная облицовка изготавливается из стойких к рабочему и буферно.му электролита.м материалов, например из полиэтилена, полипропилена, фторопласта, стеклопластиков и т. д. Буферный электролит выбирается таким образом, чтобы он мог растворить кристаллы рабочего электролита и имел удельное сопротивление значительно меньшее, чем сопротивление контролируемой среды. Избыточное давление, под которым находится буферный электролит, должно обеспечивать его протекание через фильтрационные вставки, изготовленные из материала, стойкого к воздействию буферного и рабочего электролитов. Таким материалом .может быть пористая керамика, пластмасса,стекло и т.п. - Предлагаемый кондуктометр может быть использован в тех производствах, где требуется либо непосредственное измерение удельной электропроводности растворов, либо величина удельной Эv eктpoпpoвoднoсти, позволяет судить о качестве раствора или реакциях, протекаюших в не.м. Повышенная стабильность точности измерения и долговечность кондуктометра в кристаллизующихся и оседающих на твердых поверхностях средах при наличии других твердых примесей позволяет использовать его как датчик в системах автоматизированного управления. Прибор найдет применение в химической, пищевой, фермацевтической, металлургической и других отраслях промышленности. Формула изобретения 1. Кондуктометр, содержащий датчик электропроводности с каналом для жидкостного контура, покрытого защитной облицовкой, установленного на несущей щтанге, измерительную и регистрирующую схемы, отличающийся тем, что, с целью повыщения стабильности и точности измерений, он снабжен источником буферного электролита, который соединен трубопроводом с каналом жидкостного контура датчика. 1. Кондуктометр по п. 1, отличаюш ийся тем, что, с целью уменьшения расхода буферного электролита, в выходных отверстиях канала для жидкостного контура датчика установлены фильтрационные вставки. 3. Кондуктометр по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, защитная облицовка сопряжена с несущей штангой по скользящей посадке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1Авторское свидетельство СССР № 480966, кл. G 01 N 27/02, 1972. 2Авторское свидетельство СССР № 392655, кл. G 01 N 27/02, 1971 (прототип).

II