Трехэлектродный датчик

 

ТРЕХЭЛЕКТРОДНЫЙ ДАТЧИК, содержащий потенциальш 1е электроды, один из которых снабжен заземленным охранным электродом, внутри которого расположен стержень с каналом и выступом на наружной части, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения электрофизических параметров жидкой фазы суспензии и коллоидных растворов и улучшения эксплуатационных качеств датчика, он содержит мембрану, установленную герметично на входе в рабочую полость датчика, и опорное сито , причем мембрана электрически контактна с опорным ситом, которое одновременно выполняет функцию дополнительного охранного электрода, а § стержень содержит дополнительный канал , сообщаю1цийся с рабочей полостью (П датчика.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) з(Я) G 01 N 27 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3503027/18-25 (22) 28.10.82 (46) 07.10.84. Бюл, У 37 (72) H.В,Седых, А.Л.Липйн, И.M.×èðков и П.M.Ñàðãàåâ (71) Ленинградский ветеринарный институт и Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ (53) 551.508.7.(088.8) (563 !. Эме Ф, Диэлектричесие измерения. М,, "Химия", 1967, с.68-69.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 5?8603, кл. G 01 N. 27/02, 1975 (прототип),. (54)(57) ТРЕХЭЛЕКТРОДНЫЙ ДАТЧИК, содержащий потенциальные электроды, один из который снабжен заземленным охранным электродом, внутри которого расположен стержень с каналом и выступом на наружной части, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения электрофизических параметров жидкой фазы суспензии и коллоидных растворов и улучшения эксплуатационных качеств датчика, он содержит мембрану, установленную герметично на входе в рабочую полость датчика, и опорное сито, причем мембрана электрически контактна с опорным ситом, которое одновременно выполняет функцию дополнительного охранного электрода, а

O стержень содержит дополнительный ка- Щ нал, сообщающийся с рабочей полостью датчика.

1117523 го контроля технологических процессов °

Известен трехэлектродный датчик, 15 состоящий иэ двух потенциальных элекi родов и охранных колец (1f.

Однако устройство не позволяет контролировать состав жидкой фазы суспензий и коллоидных растноров в 20 производственных условиях, так как осуществляемые измерения имеют недостаточную точность.

Наиболее близким к изобретению

<является трехэлектродный датчик, содержащий потенциальные электроды, один из которых снабжен зеземленным охранным электродом, внутри которого расположен стержень с каналом и выступом на наружной части

j2), Однако известное устройство не может быть применимо для точного измерения электрофизических парамет рон жидкой фазы суспензий и коллоид35 ных растворов, так как при помещении датчика в контролируемую суспензию или коллоидный раствор н чувствительную область датчика вместе с жидкой фазой будут проникать дисперсные

40 частицы, что снижает точность измерения электрофиэических параметров жидкой фазы. Кроме того, известное устройство не может быть использовано для контроля состава жидкой

45 фазы в потоке суспензии или коллоидного раствора, так как датчик является погружным и не можен выполнять функции проточного датчика, что ограничинает воэможности его эксплуа50 тации.

Цель изобретения — повышение точ-. ности определения электрофизических параметров жидкой фазы суспензий и коллоидных растворов и улучшение эксплуатационных качеств датчика °

Цель достигается тем, что трехэл< ктродный датчик, содержащий по55

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению электрофизических параметров жидкостей, а также жидкой фазы суспензий и коллоидных растворов, а 5 именно диэлектрической проницаемости, электропронодности и тянгенса угла потерь жидкостей и жидкой фазы суспензий и коллоидных растворов, в связи с контролем их состава, и может 10 быть использовано н микробиологической фармацевтической и пищевой промышленности в системах антоматическотенпиальные эл<..ктроды, один иэ которых снабжен заземленным охр<пи<ым

i.<ектродом, внутри которого рясполо. же<< с;ержень с каналом и выступом ня н;<Нужной части, содержит мембрану,, установленную герметично на входе в рабочую полость датчика, и опорное сито, причем мембрана электрически контактна с опорным ситом, которое одновременно выполняет функцию дополнительного охранного элек трода, а стержень содержит дополнительный канал, сообщающийся с рабочей полостью датчика.

На чертеже схематически показан предлагаемый датчик.

Датчик содержит ст ржень 1 с выступом 2. Внутри стержня имеется канал 3 для подводящих прон<>дон и измерителя температуры и капал 4. Выступ 2 служит одновременно охранным э><ектродом и опроной базой для установки внутреннего п.те.гциапьного электрода 5, изолированного от "земли", например, через тефлоповы< кольца 6.

Крепление потенциального электрода 5 осуществляется с помощью опорной втулки 7, которая для электрода 5 также является охранным заземленным электродом, и торцовой гайкой 8. Второй (внешний) потенциальный элек— трод 9 устананлйвается герметично через тефлоновые прокладки 10 между выступом 2 стержня и переходной опор1ной втулкой 11. Внутренний потенциальный электрод 5 и внешний потенциальный электрод 9 образуют рабочую полость датчика 12. На входе н рабочую полость датчика 12 установлена мембрана 13, которая герметично . закреплена ня "îðöàõ потенциальных электродов с помощью узла крепления мембраны, который состоит из прокладок 14,опорной втулки 7,накидного кольца 15, шести винтов 16, опорного сита 17. Опорное сито 17, являясь металлическим, электрически контактирует с опорной втулкой 7 и также является охранным заземленным электродом, уменьшая искажения, вносимые краевыми эффектами. Крепление потенциального электрода 9 осуществляется с помощью переходной опорной втулки 11 и торцовой гайки 18.

Някидняя гайка 19 H штанга 20, со держащая фланец, уплотненная прокладкой 21,позволяют помещать устройство как в емкость, содержащую сус1117523

25 пензию или коллоидный раствор, так и в трубопровод, по которому проходит контролируемый поток суспензии или коллоидногб раствора, Канал 4 стержня 1 сообщается с рабочей полостью датчика 12 и насосом.

Датчик работает в режиме погружения и в проточном режиме.

При помещении датчика в исследуемую среду в рабочей полости датчи- 10 ка создается разрежение, например, с помощью водоструйного насоса, и жидкая фаза, проходя через поры мембраны, заполняет рабочую полость датчика. Дисперсные частицы в рабо- 15 чую полость не проходят, так как диаметр пор мембраны меньше их размеров. Таким образом, рабочая полость заполнена только жидкой фазой.

При установке датчика в трубо- 20 провод, по которому проходит исследуемая суспензия под достаточным давлением, наличие принудительной откачки с помощью насоса не требуется, В обоих режимах работы опорное сито !

7 служит для предохранения мембраны 13 от разрыва.

В проточном режиме жидкая фаза, проникающая в рабочую полость датчика, вытекает из нее через канал 4, щ в связи с чем происходит непрерывное обновление порций жидкой фазы, находящейся .в чувствительной области датчика. Работа датчика в проточном режиме осуществляется, если состав жидкой фази изменяется. В этом случае устройство позволяет контролировать соответствующие изменения электрофизических параметров.

Датчик позволяет производить опре-4О деление диэлектрической проницаемости, удельной электропроводности и тангенса угла диэлектрических потерь жидкости и жидкой фазы суспензий и коллоидных растворов как в покоящихся средах, так и в потоке.

При этом определение геометрической постоянной датчика производится известным методом. Наличие полупроницаемой мембраны !3 полностью исключает проникновение дисперсных частиц в рабочую полость датчика 12.

Наличие канала 4 обеспечивает непрерывный обмен контролируемой жидкой фазы в чувствительной области датчика, что позволяет контролировать текущие изменения электрофиэических параметров жидкой фазы, обусловленные изменением ее состава. Диапазон определения диэлектрической проницаемости от 1 до 200 отн.ед. в диапазоне проводимостей от 5"10 См/м и меньше, удельной электропроводимости при низких частотах — с учетом геометрической постоянной и разрешающей способности измерительного прибора, тангенса угла потерь — от 10 до 10. Предлагаемый датчик работет в комплекте с серийно выпускаемыми приборами, допускающими измерения по симметричной трехзажимной схеме. При этом возможны дистанционные измерения °

Применение предлагаемого датчика в промышленном биосинтезе позволяет осуществлять автоматический дистанционный контроль электрофизических параметров культуральной жидкости дрожжевых суспензий,в час гности ионной силы культуральной жидкости, и тем самым контролировать текущий солевой состав культуральных сред без отбора проб. Точный и оперативный контроль солевого состава культуральных сред позволяет оптимизировать технологический процесс промьппленного биосинтеза, что приведет к увеличению выхода конечного продукта, снизить себестоимость культуральной жидкости за счет-оптимального расходования питательных солей.! 117523

Редактор О.Бугир

Заказ 7188/27 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4j5

14 !

15

Составитель A. Платова

Техред Т,Батожка Корректор С,Черни

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4