Кондуктометр ишкова

 

Использование: аналитическое приборостроение . Сущность изобретения: кондуктометр содержит концентрические электроды, соединенные с измерительной схемой, и диэлектрические держатели электродов . Электроды выполнены сферическими , причем внешний выполнен решетчатым, а внутренний - с отверстиями, в которых закреплены держатели. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕ СПУБЛ И К (19) (11) (s1)s G 01 N 27/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4837012/25 (22) 25.04.90 (46) 30.12.92.. Бюл. М 48 (75) А.П.Иаков (56) Авторское свидетельство СССР М 1103135, кл. G 01 N 27/02, 1986.

Авторское свидетельство СССР f4 1042451, кл. G 01 N 27/02, 1984. (54) КОНДУКТОМЕТР ИШКОВА

Изобретение относится к технике электрохимических анализов материалов. Оно может быть применейо, например. для экспрессного анализа общей солености грунтовых вод в скважинах, При соответствующем исполнении его можно применять и для контроля показателя активности иойов рН. Точность анализа предопределяется качеством исполнения устройства и метода измерении. Экспрессность анализа определяется временем спуска датчика в скважину.

Известно устройство, которое представляет собой два электрода в форме плоских решеток из линейных стержней. При этом стержни одного электрода перпендикулярны стержйям другого. Решетки параллельны друг другу и разделены диэлектриком, а сами включены в электрическую схему регистрации проводимости протекающей жидкости.

Недостатком устройства является слабая жесткость конструкции и неизбежное наличие массивного изолятора кольцевой формы. Деформация решетки снижает воспроизводймость измерения, Несущий изолятор между решетками при его больших габаритах будет иметь эффект памяти свойств прошед(57) Использование: аналитическое приборостроение. Сущность изобретения: кондуктометр содержит концентрические электроды, соединенные с измерительной схемой, и диэлектрические держатели электродов. Электроды выполнены сферическими, причем внешний выполнен решетчатым, а внутренний — с отверстиями, в которых закреплены держатели. 1 ил. шей жидкости и соответственно снижает экспрессность измерений.

Прототипом изобретения является устройство, в котором используются коаксиальные токовые электроды. Действие устройство основано на Изменении величины электрического сойротивлейия датчика при погружении его в йсследуемую жидкость.

Прототипу присущи недостатки, котсрые ограничивают его метрологические качества: ограниченная прозрачность внешнего электрода, слабая жесткость, внутреннего электрода it торца внешнего, наличие массивного изолятора с закрытого торца датчика. Массивный изолятор неизбежно будет обладать эффектом памяти свойств предыдущей жидкости. особенн з при ограниченной прозрачности внешнего электрода. Так называемый эффект застоя.

Открытый торец датчика будет хорошей ловушкой для всяких посторонних предметов. которые всегда плавают на поверхности жидкости, Торцовые части электродов не зафиксированы конструктивно и при эксплуатации будут подвержены деформациям, что существенно ограничивает восп роизводимость измерения. Большая

1784898

1 материалоемкость датчика при спуске его в глубокую скважину потребует гибкой связи большой прочности, что также создаст свою проблему.

Поставленная цель достигается тем, что датчику придается концентрическая форма с точечной симметрией, При этом внешний электрод сферически решетчатый, а внутрен йй = шарообразный с отверстиями, в которых крепятся изолирующие стержни, Через верхний стержень проходят провода для подключения электродов к измерительной схеме.

Сущность изобретения состоит в точечной симметрии формы электродов датчика, которая обеспечивает независимость его метрологических свойств от ориентации датчика в исследуемом пространстве и времени, Отличие изобретения от прототипа состоит в применении тонких изолирующих стержней между электродами и в большой прозрачности внешнего решетчатого электрода сферической формы.

На чертеже показано сечение датчика плоскостью, проходящей через центр электродов и оси изолирующих стержней.

Кондуктометр состоит из внутреннего 1 и внешнего 2 электродов, нижнего 3 и верхнего 4 изолирующих стержней, токоотводэ

5 от внутреннего электрода и токоотвода 6 от внешнего электрода. Внутренний электрод 1 имеет вертикальное отверстие 7, внешний электрод 2 состоит из меридианов

8 и параллелей 9, шайб 10 и винта t1, Действует кондуктометр следующим образом, Он погружается в исследуемую жидкость до утопления внешйего электрода 2. Под действием приложенного напряжения от измерительной схемы через токоотводы 5 и 6 между электродами 1 и 2 создается электрическое поле, которое вынуждает все свободные (несвязанные) электрические заряды жидкости, находящейся в межэлектродном пространстве, двигаться в соответствии со своими знаками к соответствующим электродам, что приводит к появлению тока проводимости, который регистри ру ется изме рител ьн ой схемой.

Величина тока проводимости при фиксированной форме датчика однозначно характеризует свойства исследуемой жидкости, в частности ее общий солевой состав.

Проводимость датчика определяется по известной формуле

Q — Z

Гвн гпар а сопротивление соответственно

1 1

1 Гвн Глав

G 4ку гдеу- удельная проводимость исследуемой жидкости, При гнвр f гвн, где д кратность разме10 ров электродов, сопротивление датчика примет вид

R = — - — —.

4 xgf/ гвн

Таким образом, сопротивление датчика обратно пропорционально удельной проводимости исследуемой жидкости, величине внутреннего электрода. На Основе этой фор20 мулы можно оптимизировать формфактор датчика для согласования его с входным сопротивлением измерительной схемы.

Конкретная конструкция датчика во многом будет зависеть от количества и масштаба производства. Материалы для датчика определяются поляриэационными эффектами. Наиболее доступный материал для датчйка — нихромовая проволока и нержавеющая сталь, а наиболее качестЗ0 венный — черненая платина. Материалами для изолирующих стержней могут служить тефлон, полиэтилен, фарфор, стекло, пластмассы и керамика, При.y > 1 формула для сопротивления

З5 датчика имеет вид

R = (4 л ) гвн)

Это математическое доказательство ос40 лабления влияния деформации внешнего электрода при эксплуатации датчика на его стабильность.

Формула изобретения

Кондуктометр, содержащий концентрические электроды, соединенные с измерительной схемой, диэлектрические держатели электродов. от л и ч а ю щи и с я

50 тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, электроды выполнены сферическими, причем внешний электрод выполнен решетчатым. а внутренний — с отверстиями, в которых закреплены диэлектрические стержни-держатели, по крайней мере один из которых выполнен полым и в нем расположены провода для соединения электрода с измерительной схемой.

1784898

Составитель А. Шуков

Редактор Т. Егорова Техред M.Mîðãåìòàë Корректор А. Козориз

Заказ 4361 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101