Способ анализа растворенных веществ

 

Изобретение относится к способам измерения количества растворенных в жидкости веществ и может быть использовано для контроля чистоты воды водоемов , а также автоматизации и регулирования технологических процессов, где применяются растворы. Цель изобретения - повышение точности измерений . Для этого создают разряд в исследуемом растворе с помощью сегнетоэлектрика, к которому приложено переменное электрическое поле, параметры разряда оценивают по его световому излучению, величина которого дает информацию о концентрации растворё нного вещества. 2 ил. ьо со со

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1) G 01 И 21/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3771275/24 — 25 (22) 12.07.84 (46) 23.05.86. Бюл. У 19 (71) Воронежский ордена Ленина государственный университет им.Ленинского кQMCOMOJIB (72) В.В. Чернышев (53) 535.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1035499, кл. G 01 11 27/70, 1983.

Чернышев В.В. Светоэмиссия диэлектрика под действием быстропеременного поля. /Письма в ЖТФ, т. 9, вып. 23, 1983, с. 1452-1455. (54) СПОСОБ АНАЛИЗА PACTBOPEHHbIX

ВЕЩЕСТВ

„.80„„1233018 А1 (57) Изобретение относится к способам измерения количества растворенных в жидкости веществ и может быть использовано для контроля чистоты воды водоемов, а также автоматизации и регулирования технологических процессов, где применяются растворы. Цель изобретения — повышение точности измерений. Для этого создают разряд в исследуемом растворе с помощью сегнетоэлектрика, к которому приложено переменное электрическое поле, параметры разряда оценивают по его световому излучению, величина которого дает информацию о концентрации растворен ного вещества. 2 ил.

1233

Изобретение относится к способам измерений количества растворенных веществ и может быть использовано,. в частности, для контроля содержания растворенных примесей в воде с целью охраны окружающей среды, регулировки и контроля технологических процессов, автоматизации производства и т.д.

Целью изобретения является повы- {{1 шение точности измерений и расширение возможностей метода, заключающихся в измерении концентрации в любой части объема жидкости с непрерывным автоматическим измерением и регулированием.

На фиг. 1 изображена схема устройства, реализующая предлагаемый способ; на фиг, 2 — пример зависимости интенсивности свечения (В) от концентрации глицерина (С) в дистиллированной воде.

Способ реализуется следующим образом.

Переключающее переменное напряже- 25 ние от источника 1 питания подается на электроды сегнетоэлектрика 2, погруженного в исследуемую жидкость, свечение регистрируется фотоприемником 3 и измеряется прибором 4. 3{1

Расстояние от сегнетоэлектрика 2 до фотоприемника 3 фиксировано.

Известно, что при воздействии на полидоменный сегнетоэлектрик перемен ного электрического поля напряженностью > 2-3 кВ/см вблизи мест закреп3S ления доменных границ на дефектах кристаллической решетки возникают области, в которых локальная.напряженность достигает величины 10

6 40

10 В/см и чбывает с расстоянием как

r (т.н. концентраторы электрического полл).

При контакте свободной поверхности сегнетоэлектрика с другим диэлектриком (н заявке таковым является жид45 кость) в последнем нозикает свечение, имеющее характер предпробойной электролюминесценции, поскольку, как зто видно из приведенных данных, поле концентратора неоднородно и его максимальное значение равно или превышает .величину, соответствующую пробою в чистом жидком диэлектрике.

Наличие в жидкости ионов растворенных веществ связано с их движением в поле концентратора с образованием объемного заряда в месте его локализации, что в конечном итоге

018 приводит к уменьшению значения его электрического поля и соответственно к уменьшению (гашению) люминесценции.

Экспериментально снятая зависимость концентрации растворенного вещества и интенсивности свечения показана на фиг. 2.

Предлагаемый способ может применяться для малых концентраций н случае электропроводных растворов. Эти концентрации могут быть порядка 10

10 3У

Однако, если речь идет не об электропроводных растворах, а диэлектрических смесях, то диапазон концентраций не лимитируется °

Селектинность метода, как;; это вытекает из физических процессов, обуславливающих свечение, определяется свойствами ионов растворенных веществ, их разрядом, подвижностью в данной жидкости и т.д.

В случае диэлектрических смесей селективность метода может быть повышена за счет выделения спектрального диапазона, характеризующего люминесценцию данного вещества, Так как механизм свечения основывается на предпробойной люминесценцин, то основная роль в температурной погрешности определяется температу"рой Кюри применяемого сегнетоэлектрика, вблизи которой наблюдается по-. вышение свечения. Так, например, н случае примененной поликристаллической керамики титана бария (точка Кюри около 120 С) необходимо выделить температурный диапазон +50 — +170 1:, где интенсивность свечения меняется от 3 до 4Ж на градус, Для проведения измерений достаточно налить исследуемую жидкость в кювету или (для измерений н потоке), обеспечить непрерывное протекание через нее. Значение концентрации сразу показывает прибор (микроамперметр) 4, заранее прокалибронанный по растворам известной концентрации.

Величина фототока, регистрируемая прибором 4, может служить параметром, определяющим работу систем автоматики и регулирования °

При применении в качестве фотоприемника фотоумножителя измеряют фототок при помощи микроамперметра.

1233018

С

0,1 02 ОХ 04 05 06 07 0,8% (бес) Составитель Б. Широков

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Редактор В. Иванова

Заказ 2761/44 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Величина концентрации растворенных веществ определяется с помощью предварительно снятых градуировочных графиков. Примером такого графика для глицерина в дистилированной воде может служить графит на фиг. 2.

Положительный эффект от реализации предлагаемого способа заключается

I в проведении более точных измерений по всему объему жидкости, включая поверхностный слой, а также возможности осуществления непрерывного контроля и регулирования состава раствора, что важно с точек зрения автоматизации целого ряда процессов.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ анализа растворенных веществ, заключающийся в создании разряда над поверхностью исследуемой жидкости, по электрическим параметрам которого судят о концентрации вещества, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет возможности измерений по всему объему жидкости, включая поверхность, разряд возбуждают с помощью сегнетоэлектрика, помещенного в жидкость, по параметрам светового излучения которого определяют растворенное вещество и егО концентрацию.