Датчик удельной электрической проводимости жидкости

 

Использование: океанография, электроразведка . Сущность изобретения: погрешность измерений исключается из-за влияния двойного поляризационного слоя на поверхностях контакта электродов с жидкостью . Измерительные и излучающие электроды установлены в пазах, образованных выступами полуцилиндрического диэлектриче.ского корпуса высота h которых выполнена не менее расстояния между ними (h а). 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 27/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 4951411/25 (22) 29.06.91 (46) 30.03.93. Бюл. N 12 (71) Московский энергетический институт (72) H. Д. Акилова, Е, Ф. Зимин, О. В. Коробков и А. Jl. Собисевич (73) Московский энергетический институт (56) Патент США N. 3745459, кл, G 01 N

27/42, 1971.

Шауб Ю. 6; Новые методы электрометрии в морских исследованиях, М.: Наука, 1985, с, 216.

Патент США ¹ 3926056, кл, G 01 1 9/04, 1975.

Изобретение относится к области электрофизических измерений, в частности к устройствам для измерения удельной проводимости жидкости, и может быть использовано в инженерно-физических и геофизических исследованиях, в том числе в электроразведке, рыбном хозяйстве, океанографии и при проведении различных экологических исследований.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем исключения влияния двойного поляризационного слоя на поверхности контакта электродов с жидкостью, снижение стоимости устройства, повышение надежности работы.

На фиг. 1 показан датчик удельной электрической проводимости; на фиг. 2 — электрическая схема датчика, Датчик содержит полость 1 для соединения кабеля и выводов от электродов в диэлектрическом корпусе 2, измерительные

„„QJ„„18Оо37О АЗ (54) ДАТЧИК УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ ЖИДКОСТИ (57) Использование: океанография, электро- . раэведка, Сущность изобретения: погрешность измерений исключается иэ-эа влияния двойного поляризационного слоя на поверхностях контакта электродов с жидкостью, Измерительные и излучающие электроды установлены в пазах, образованных выступами полуцилиндрического диэлектрического корпуса; высота h которых выполнена не менее расстояния между ними (h а). 2 ил.

ФС электроды 3, размещенные в полостях пазов 4, излучающие электроды 5, размещейные в полостях пазов 6, диэлектрические пластины 7, используемые для стабилизации движения датчика при буксировке, диэ- Со лектрические пластины 8, ограничивающие С область измерения и стабилизирующие дви- СЬ

I жение датчика при буксировке. 6д

Для пояснения работы датчика на фиг, 2 приведена эквивалентная электрическая () схема первичного преобразователя, где А и

 — излучающие электроды, М и N — приемные электроды, 2пА, 2пв, 2пм, 2пи — сопротивления поляризационных двойных слоев электродов; Я1 = ЯГА+ R1, R2 = Rre + R2 RrA, ЯГ — сопротивление слоя жидкости в пазах

I излучающих электродов; R1, R2 — сопротивления слоя жидкости от торцов пазов излучающих электродов до торцов пазов измерительных электродов; Ягм, Япм — сопротивления слоя жидкости s пазах измери1806370 тельных электродов; R — сопротивление слоя жидкости между открытыми измерительных электродов, Напряжение Оми, снимаемое с измерительных электродов М и N, подается на входной усилитель, Если входное сопротивление усилителя много больше Вгу + Rrx + пм + спи, напряжение 0мн будет пропорционально сопротивлению R, включенному между пазами измерительных электродов.

В общем случае величина R зависит от конструкции ПП и от проводимости окружающей среды. Уровень же сигнала Оуи зависит и от величины тока! возбуждающих электродов А, В, поэтому к стабильности тока источника тока возбуждающих электродов предъявляются жесткие требования, На величину сопротивления R большое влияние оказывает глубина h пазов измерительных электродов. B общем.случае для определения R необходимо решать соответствующую полевую задачу, Как показали. расчеты, при прочих постоянных величинах (конструктив-. ных размерах, проводимости среды и т. д.) величина сопротивления может изменяться на 12 при изменении глубины паза от h =

0 до h = а, где а — ширина паза, вдоль которого изменяется электрическое поле возбуждающих -электродов, Дальнейшее увеличение глубины паза практически не оказывает никакого влияния на изменение

R. Поэтому если выбрать глубину паза h > а, то практически можной считать R = const, Обьяснить такие изменения R можно следующим образом, Наличие металла в проводящей среде приводит к уменьшению эквивалентного сопротивления между двумя любыми точками в пространстве. Поэтому при h = О, когда весь паз заполнен приемным электродом, при отсутствии двойного слоя R будет наименьшим, Прй наличии двойного слоя R будет наибольшим. Но так как двойной слой на границе металл-жидкость является нестабильным, то нестабильным будет и значение R, а следовательно, и величина напряжения UMg.Если же приемные электроды заглубить на глубину h > а, то значение сопротивления не будет зависеть от двойного поляризационного слоя приемных электродов и будет пропорционально удельному сопротивлению жидкости, Таким образом, изобретение позволяет принципиально исключить погрешность измерений удельной электрической проводимости жидкости за счет влияния двойного электрического слоя излучающих и приемных электродов.

Формула изобретения

20 Датчик. удельной электрической прово-. димости жидкости, содержащий диэлектри-. ческий корпус с размещенными на нем двумя измерительными и двумя излучающи ми электродами, отличающийся тем(.

25 что, с целью повышения точности измере : ний, корпус выполнен в виде полуцилиндра, обращенного выпуклостью вверх, нижняя поверхность его снабжена тремя выступами, расположенными симметрично относиЗ0 тельно продольной оси, высота которых выполнена не меньше расстояния между ними, причем измерительные электроды

- расположены в образовавшихся пазах, а излучающие — на краях нижней поверхности корпуса, корпус снабжен тремя диэлектрическими пластинами, расположенными с наружной стороны осесимметрично вдоль продольной оси, и двумя пластинами, образующими боковые стенки и установленны40 ми на краях нижней поверхности корпуса и перпендикулярно к ней.

1806370

Составитель О. Коробков

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор 1 М.Петрова

Редактор Т,Орловская

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

У

Заказ 974 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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