Контактный датчик удельной электрической проводимости жидкости



Контактный датчик удельной электрической проводимости жидкости
Контактный датчик удельной электрической проводимости жидкости
Контактный датчик удельной электрической проводимости жидкости
Контактный датчик удельной электрической проводимости жидкости
Контактный датчик удельной электрической проводимости жидкости

 


Владельцы патента RU 2491538:

Тайманов Роальд Евгеньевич (RU)

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для повышения достоверности измерений в кондуктометрии. Контактный датчик содержит опорный элемент и установленные на нем возбуждающие и измерительные электроды. Электроды установлены вдоль образующей опорного элемента попарно таким образом, что среднее расстояние между поверхностями электродов в парах меньше среднего расстояния между соседними парами. Каждый измерительный электрод снабжен дополнительным электрически связанным и смежным с ним электродом, образующим с другим дополнительным электродом дополнительную пару. Средние расстояния между поверхностями электродов в двух или более парах различаются между собой. Датчик снабжен устройством сравнения, формирующим сигнал, зависящий от изменения отношения значений удельной электрической проводимости, измеренных в межэлектродных промежутках упомянутых пар. Опорный элемент может быть выполнен, в частности, в виде трубы или стержня. В первом случае электроды устанавливаются на внутренней поверхности опорного элемента, во втором - на его боковой поверхности. В обоих случаях электроды могут быть выполнены, например, в виде пластин или колец. Изобретение обеспечивает возможность осуществления непосредственно в процессе эксплуатации оценки погрешности датчика, обусловленной воздействием различных факторов, в том числе загрязнением электродов, наличием в жидкости газовых пузырей, изменением геометрии ячейки, что позволяет при необходимости внести коррекцию в результат измерений и повысить его достоверность при многолетней эксплуатации без обслуживания. 5 ил.

 

Изобретение относится к области контактной кондуктометрии и может быть использовано для измерения удельной электрической проводимости (УЭП) жидкости при контроле технологических процессов и при физико-химических исследованиях.

Применение изобретения наиболее целесообразно в области автоматизированных промышленных измерений, особенно в оборудовании ответственного назначения, в котором калибровка или поверка применяемых в нем кондуктометров может быть проведена лишь через значительные интервалы времени или вообще невозможна.

Известны двухэлектродные датчики УЭП жидкости (см. Лопатин Б.А., Теоретические основы электрохимических методов анализа, М., Высшая школа, 1975, с.105, 106), в которых измерение УЭП Х основано на измерении электрического сопротивления R жидкости между двумя электродами, размещенными в кондуктометрической ячейке, с последующим определением значения X по формуле:

X = A / R   ,                                                                                                ( 1 )

где А - постоянная ячейки, зависящая от геометрических размеров и взаимного расположения электродов. Значение А определяется расчетом или экспериментально при помощи эталонных растворов.

Двухэлектродным датчикам свойственны погрешности, обусловленные эффектами поляризации жидкости у электродов и загрязнением электродов продуктами коррозии или иными веществами, находящимися в жидкости, наличием токов утечки, протекающих между электродами через жидкость за пределами области ячейки, наличием в межэлектродном пространстве объемных неоднородностей (газовых пузырей), изменением геометрии ячейки в процессе эксплуатации.

Влияние эффектов поляризации может быть существенно ослаблено за счет измерения УЭП на переменном токе, в этом случае величина R в формуле (1) представляет собой активную составляющую комплексного сопротивления жидкости.

Остальные указанные выше погрешности в той или иной мере присутствуют при использовании двухэлектродных датчиков. Величина этих погрешностей зависит от конструкции ячейки и условий ее эксплуатации.

Если в лабораторных условиях эти погрешности могут быть выявлены и учтены при измерениях, то в промышленных условиях они, как правило, остаются неизвестными.

В настоящее время особую актуальность приобрела задача увеличения интервала между операциями обслуживания кондуктометров до 10 и более лет. В рамках решения этой задачи для уменьшения составляющих погрешности, связанных с загрязнением электродов, часто используют датчики, использующие четырехэлектродный метод измерений (см. упомянутую книгу Б.А. Лопатина, с.108, 109).

В этих датчиках два электрода, называемых возбуждающими, подключают к источнику электрической энергии - источнику питания ячейки, ток питания ячейки измеряют или поддерживают неизменным, а между возбуждающими электродами устанавливают два электрода, называемых измерительными, с которых снимают напряжение, несущее информацию об УЭП жидкости, заполняющей пространство ячейки.

Четырехэлектродные датчики, использующие этот метод измерений, менее чем двухэлектродные датчики, чувствительны к загрязнению электродов продуктами коррозии или иными веществами, находящимися в жидкости.

Тем не менее, недостатком и этих датчиков является то, что по мере загрязнения электродов нарушается исходное соотношение между током питания ячейки и напряжением между измерительными электродами, используемое для определения УЭП. В результате при длительной эксплуатации не учитываемая составляющая погрешности измерения от загрязнения электродов может превысить допускаемое значение.

Кроме того недостатком этих датчиков является возможность появления составляющих погрешности, обусловленных токами утечки, наличием в межэлектродном пространстве объемных неоднородностей, изменением геометрии ячейки.

Ток утечки возникает в тех случаях, когда часть тока, создаваемого источником питания ячейки, проходит от одного токового электрода к другому не кратчайшим путем внутри ячейки, а через пространство, заполненное жидкостью за ее пределами. Значение тока утечки может изменяться в процессе эксплуатации, что увеличивает погрешность измерений и тем самым уменьшает их достоверность.

Известен датчик УЭП (патент ЕР 1621876, кл. G01N 27/06, G01N 27/07, 01.02.2006), в котором использован четырехэлектродный метод измерения, но для исключения тока утечки добавлен дополнительный - пятый электрод, локализующий электрическое поле внутри ячейки. Все электроды датчика расположены на опорном элементе, который размещен в непроводящем трубчатом корпусе. Дополнительный электрод подключен к тому же полюсу источника питания ячейки, что и наиболее удаленный от него возбуждающий электрод. Поверхности дополнительного и электрически связанного с ним возбуждающего электрода являются эквипотенциальными, что практически полностью исключает наличие тока утечки через пространство, заполненное жидкостью за пределами трубчатого корпуса.

Недостатком этого датчика является повышенное гидравлическое сопротивление зазора между опорным элементом и трубчатым корпусом, что приводит к уменьшению скорости протекания исследуемой жидкости через датчик. Соответственно увеличивается скорость загрязнения электродов, что приводит к более быстрому появлению не учитываемой составляющей погрешности от их загрязнения.

Кроме того, в этом датчике по-прежнему сохраняются не учитываемые составляющие погрешности, обусловленные наличием в межэлектродном пространстве объемных неоднородностей и изменением геометрии ячейки, а наличие дополнительного электрода существенно увеличивает длину датчика вдоль его оси.

Известен также контактный датчик УЭП жидкости (патент RU 2392613, кл. G01N 27/06, 20.06.2010), который по совокупности существенных признаков является наиболее близким аналогом заявляемому датчику.

Известный датчик включает опорный элемент и установленные на нем возбуждающие и измерительные электроды, установленные вдоль образующей опорного элемента попарно таким образом, что среднее расстояние между поверхностями электродов в парах меньше среднего расстояния между соседними парами, при этом каждый измерительный электрод снабжен дополнительным электрически связанным и смежным с ним электродом, образующим с другим дополнительным электродом дополнительную пару. Опорный элемент может быть выполнен, в частности, в виде трубы, в этом случае электроды расположены на внутренней поверхности опорного элемента, или в виде стержня, в этом случае электроды расположены на боковой поверхности опорного элемента.

Датчик подключают к источнику питания ячейки и устройству контроля и обработки данных. В простейшем случае устройство контроля и обработки данных может представлять собой измеритель напряжения.

Электроды известного датчика не создают значимого гидравлического сопротивления протеканию жидкости через датчик, что приводит к увеличению скорости протекания жидкости между электродами и, соответственно, к уменьшению скорости их загрязнения. Одновременно достигается уменьшение тока утечки между электродами без увеличения геометрических размеров датчика, так как поверхности электрически соединенных средних электродов пар и, соответственно, область жидкости между этими электродами являются эквипотенциальными, поэтому ток в промежутке между средними электродами отсутствует.

Совокупность этих свойств известного контактного датчика позволяет повысить достоверность измерений УЭП жидкости при длительной эксплуатации без обслуживания.

Недостатком является то, что при использовании известного датчика, заметно влияние на результат измерений составляющих погрешности, обусловленных наличием в межэлектродном пространстве объемных неоднородностей и изменением геометрии ячейки. Кроме того, в известном датчике составляющая погрешности, связанная с загрязнением электродов, хотя и возрастает медленнее, чем в других аналогах, но при длительной эксплуатации ее величина по-прежнему остается неизвестной и может превысить допускаемые пределы.

Вследствие этого в известном контактном датчике оценка достоверности измерений УЭП жидкости не может быть получена непосредственно в процессе эксплуатации датчика.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении достоверности измерения УЭП жидкости непосредственно в процессе эксплуатации для обеспечения возможности многолетней эксплуатации датчика без какого-либо обслуживания.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого изобретения, заключается в создании условий, при которых составляющие абсолютной погрешности, обусловленные загрязнением электродов, наличием объемных неоднородностей и изменением геометрии ячейки, в каждой ячейке нарастают практически одинаково, а их относительные значения нарастают различно, что позволяет непосредственно в процессе эксплуатации сформировать оценку результирующей погрешности датчика, учитывающую названные составляющие.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом контактном датчике УЭП жидкости, включающем опорный элемент и установленные на нем возбуждающие и измерительные электроды, установленные вдоль образующей опорного элемента попарно таким образом, что среднее расстояние между поверхностями электродов в парах меньше среднего расстояния между соседними парами, при этом каждый измерительный электрод снабжен дополнительным электрически связанным и смежным с ним электродом, образующим с другим дополнительным электродом дополнительную пару, в отличие от известного контактного датчика, средние расстояния между поверхностями электродов в двух или более парах различаются между собой, причем датчик снабжен устройством сравнения, формирующим сигнал, зависящий от изменения отношения значений УЭП, измеренных в межэлектродных промежутках упомянутых пар.

Технический результат возрастает по мере увеличения различия среднего расстояния между поверхностями электродов в парах.

На фиг.1, 2 схематически изображен заявляемый контактный датчик, включающий две пары электродов, в котором опорный элемент выполнен в виде трубы, на внутренней поверхности которой установлены электроды, выполненные в виде пластин (фиг.1 - поперечное сечение, фиг.2 - продольное сечение).

На фиг.3 схематически изображен заявляемый контактный датчик, включающий две пары электродов, в котором опорный элемент выполнен в виде стержня, на боковой поверхности которого установлены электроды, выполненные в виде пластин (поперечное сечение).

На фиг.4 схематически изображен заявляемый контактный датчик, включающий две пары электродов, в котором опорный элемент выполнен в виде трубы, на внутренней поверхности которой установлены электроды, выполненные в виде колец (поперечное сечение).

На фиг.5 схематически изображен заявляемый контактный датчик, включающий три пары электродов, в котором опорный элемент выполнен в виде трубы, на внутренней поверхности которой установлены электроды, выполненные в виде пластин (поперечное сечение).

Заявляемый датчик (фиг.1-4) содержит возбуждающий электрод 1 и измерительный электрод 2 первой пары электродов и измерительный электрод 3 и возбуждающий электрод 4 второй пары электродов.

Заявляемый датчик (фиг.5) содержит возбуждающий электрод 1 и измерительный электрод 2 первой пары электродов, измерительные электроды 3 и 4 второй пары электродов и измерительный электрод 8 и возбуждающий электрод 9 третьей пары электродов.

Все электроды установлены на опорном элементе 5, который ориентирован вдоль направления потока жидкости, текущей в трубопроводе.

В варианте исполнения (фиг.1, 2, 4, 5) опорный элемент 5 выполнен в виде трубы, а электроды установлены на его внутренней поверхности. В варианте исполнения (фиг.3) опорный элемент 5 выполнен в виде стержня, а электроды установлены на его боковой поверхности. В варианте исполнения (фиг.1-3, 5) установленные на опорном элементе электроды выполнены в виде пластин. В варианте исполнения (фиг.4) установленные на опорном элементе электроды выполнены в виде колец.

Возможно использование и других вариантов выполнения опорного элемента и электродов датчика. Для каждого из этих вариантов возможно использование двух, трех и более пар электродов.

При любом варианте исполнения опорный элемент может быть выполнен из непроводящего материала или изготовлен из металла, но в последнем случае электроды должны быть изолированы от него. При этом поверхность опорного элемента должна быть дополнительно покрыта изолирующим слоем.

Пары электродов в датчике, включающем две пары электродов (фиг.1-4), характеризуются тем, что средние расстояния l12 и l34 между поверхностями электродов в парах различается между собой, а также меньше среднего расстояния между парами электродов. Возбуждающие электроды 1 и 4 первой и второй пары электродов подключены к источнику питания ячейки 6 и к устройству контроля и обработки данных 7. Измерительные электроды 2 и 3 первой и второй пары электродов электрически соединены друг с другом и с устройством контроля и обработки данных 7.

Устройство контроля и обработки данных 7 снабжено устройством сравнения 10.

Пары электродов в датчике, включающем три пары электродов (фиг.5), характеризуются тем, что средние расстояния l12, l34 и l89 между поверхностями электродов в парах различается между собой по крайней мере в двух парах из этих трех пар, а также тем, что эти средние расстояния меньше среднего расстояния между парами электродов. Возбуждающие электроды 1 и 9 первой и третьей пары электродов подключены к источнику питания ячейки 6 и к устройству контроля и обработки данных 7. Измерительные электроды 2 и 3 первой и второй пары электродов и измерительные электроды, 3 и 8 второй и третьей пары электродов электрически соединены друг с другом и с устройством контроля и обработки данных 7.

Заявляемый контактный датчик, включающий две пары электродов (фиг.1-4), работает следующим образом.

При погружении датчика в исследуемую жидкость между электродами 1 и 2 первой пары электродов течет электрический ток I. Так как средние электроды 2 и 3 электрически соединены друг с другом, то этот же ток течет между электродами 3 и 4 второй пары электродов. Значение тока I поддерживается постоянным и считается известным или измеряется.

При протекании тока I между электродами 1 и 2 первой пары электродов возникает напряжение U12, а между электродами 3 и 4 второй пары электродов возникает напряжение U34. Напряжения U12 и U34 поступают на вход устройства контроля и обработки данных 7.

Каждая пара электродов заявляемого контактного датчика может рассматриваться как двухэлектродная кондуктометрическая ячейка, характеризующаяся своим значением постоянной ячейки. Эти постоянные могут быть обозначены как А12. для первой пары электродов и А34 - для второй пары электродов в соответствии с номерами электродов, образующих пару.

По аналогии с формулой (1) значения УЭП X12 и А34 исследуемой жидкости, измеренные на переменном токе соответственно в ячейках, образованных первой и второй парой электродов, связаны со значениями постоянных A12 и А34 формулами

X 12 = A 12 / R 12 ,                                                                                      ( 2 )

X 34 = A 34 / R 34 ,                                                                                     ( 3 )

где R12 и R34 - активная составляющая сопротивления жидкости между электродами первой и второй пары соответственно.

Значения R12 и R34 в свою очередь определяются по измеренным значениям активных составляющих U12a, U34a комплексных напряжений U12, U34 и тока I по формулам

R 12 = U 12 а / I ,                                                                                        ( 4 )

R 34 = U 34 а / I .                                                                                         ( 5 )

Измерение U12a и U34a с последующим определением значений R12, R34 и Х12, Х34, осуществляет устройство контроля и обработки данных 7. Если реактивные составляющие комплексных напряжений U12, U34 малы по сравнению с их активными составляющими, то устройство контроля и обработки данных 7 может осуществлять измерение модулей напряжений U12 и U34 с последующим использованием значений этих модулей в формулах (4) и (5) вместо U12a и U34a.

Обычно после градуировки или калибровки датчика относительные погрешности δХ12 и δХ34 измерения УЭП в ячейках, образованных первой и второй парой электродов, существенно меньше допускаемых значений и, поэтому, в первом приближении можно принять, что δХ12≈δХ34≈0.

Тогда значения УЭП X12 и Х34, измеренные в ячейках, образованных первой и второй парой электродов, будут равны, что соответствует соотношению

X 34 / X 12 = 1.                                                                                            ( 6 )

В процессе эксплуатации под воздействием различных факторов погрешности δX12 и δX34 возрастают, измеряемые значения Х12 и Х34 в общем случае становятся различными, что приводит к изменению отношения (6). Чем больше различаются погрешности δX12 и δХ34 и соответственно значения Х12 и Х34, тем больше изменяется отношение (6), что и является предпосылкой для формирования оценки погрешности заявляемого датчика.

Для получения этой оценки устройство сравнения 10 формирует сигнал об изменении отношения Х34/X12, а так как исходное значение этого отношения равно 1, то значение δ этого сигнала может быть определено следующим образом:

δ = 1 ( X 34 / X 12 ) . ( 7 )

Между значением δ, представляющим собой величину, связанную с погрешностью датчика, и истинными значениями погрешностей δХ12 и δХ34 существует связь, определяемая формулами

δ X 34 = δ / C , ( 8 )

δ X 12 = δ X 34 ( C + 1 ) / ( 1 δ ) , ( 9 )

где

C = ν ( A 34 / A 12 ) 1,                                                                               ( 10 )

ν = Δ R 12 / Δ R 34 ,                                                                                         ( 11 )

ΔR12 и ΔR34 - абсолютные погрешности измерения сопротивлений R12 и R34.

Из (8)-(11) следует, что степень соответствия значения сигнала 6 величинам погрешностей δХ12 и δX34 определяется параметром ν. Значения этого параметра зависят от вида, характера и количества внешних факторов, воздействующих на ячейку, и представляют собой, в общем случае, случайную величину. Достоверная количественная оценка степени соответствия сигнала δ и погрешностей δХ12 и δX34 может быть получена при наличии информации о характере распределения вероятностей значений ν или о возможных пределах изменения этого параметра. При отсутствии такой информации возможна только приближенная оценка, основанная на априорных представлениях о возможных пределах и характере изменения значений ν. Та или иная гипотеза о причинах нарастания погрешности и, соответственно, о характере распределения вероятностей значений ν может быть обоснована по динамике изменения значений δ в процессе эксплуатации.

Как правило (см. О.Н.Кузьмичев, Е.С.Соколова, Л.И.Цветаева. Рекомендации по эксплуатации устройств для химического контроля на ТЭС Российской федерации. ОАО «Фирма по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей ОРГРЭС»), наиболее значимая составляющая погрешности контактных датчиков определяется загрязнением его электродов. При этом случай примерно одинакового загрязнения электродов, при котором ΔR12≈ΔR34, представляется наиболее вероятным, так как обычно электроды ячейки изготавливаются из одного материала и находятся в одинаковых условиях. В этом случае значение δ будет нарастать монотонно, а максимум кривой плотности распределения вероятностей ν будет достигаться при ν≈1.

Таким образом, для оценки погрешности датчика по значениям сигнала δ и формулам (8), (9) при наличии загрязнения электродов наиболее целесообразно принять ν=1 и тогда

C = ( A 34 / A 12 ) 1.                                                                                    ( 12 )

Принятое для оценки погрешности датчика значение коэффициента С учитывается при настройке параметров устройства сравнения 10.

Из формулы (12) следует, что если A12=A34, то С=0, связь между δ и значениями δХ12 и δX34 становится неопределенной и, соответственно, значение сигнала δ не может быть использовано для оценки погрешности датчика.

Для реализации возможности оценки погрешности датчика должно выполняться условие А12≠А34, кроме того, для эффективной оценки погрешностей целесообразно, чтобы значения δ, δХ12 и δХ34 были примерно сопоставимы друг с другом. Условно можно считать, что требуемая точность оценки будет выполняться, если доля значения δ будет составлять не менее 15-25% от значения погрешностей δХ12 и δХ34, что примерно соответствует различию не менее чем на 15-25% постоянных А12 и А34. По мере дальнейшего увеличения различия значений А12 и А34 чувствительность δ к изменению погрешностей δX12 и δХ34 возрастает, но при этом появляется необходимость учета и других факторов, например, ограничений по габаритам электродной системы. Поэтому использование датчиков, в которых А12 и А34 различаются более чем в 3 или 4 раза, также практически не оправданно.

Наиболее эффективным способом обеспечения требуемого соотношения между А12 и А34, а также обеспечения одинаковости условий эксплуатации электродов, является использование пар с электродами одинаковой геометрии (площади), но с различными средними расстояниями между поверхностями электродов в парах. В этом случае (A34/A12)≠(l34/l12), тем самым приведенное выше условие А12≠А34 эквивалентно условию l12≠l34, а диапазон практически эффективных соотношений между l12 и l34 соответствует приведенному выше диапазону эффективных соотношений между А12 и А34.

При наличии составляющих погрешности датчика, обусловленных появлением в жидкости объемных неоднородностей и изменением геометрии ячейки, связь между значением сигнала δ и значением результирующей погрешности датчика становится менее детерминированной, так как наличие этих составляющих приводит к большему рассеянию истинных значений параметра ν относительно среднестатистического максимума ν=1.

Но возникновению таких погрешностей обычно сопутствует резкое изменение режима работы установки, в трубопровод которой включена ячейка кондуктометра, и немонотонное изменение значения δ.

Причем и в этом случае корреляция между оценкой погрешности датчика (значением сигнала δ) и истинным значением этой погрешности сохраняется достаточно высокой для того, чтобы использовать сигнал δ для выявления увеличения погрешности датчика.

Так как измерение значений УЭП жидкости и выделение сигнала δ осуществляются практически одновременно, то оценка погрешности датчика может формироваться непосредственно в процессе эксплуатации датчика с заданной периодичностью или же непрерывно.

Использование заявляемого контактного датчика позволяет получать эту оценку, в том числе, при наличии сильного загрязнения электродов датчика, при появлении в жидкости объемных неоднородностей и изменении геометрии ячейки.

Тем самым решается задача повышения достоверности измерения УЭП жидкости, что обеспечивает возможность многолетней эксплуатации датчика без какого-либо обслуживания.

Дальнейшего повышения достоверности измерения УЭП жидкости можно достигнуть при использовании в датчике трех или более пар электродов, отвечающих указанным в формуле изобретения требованиям по среднему расстоянию между поверхностями электродов в парах.

В качестве примера приведен заявляемый контактный датчик, включающий три пары электродов (фиг.5), который работает в основном аналогично датчику с двумя парами электродов.

В этом датчике один и тот же электрический ток I течет между электродами 1 и 2, 3 и 4, 8 и 9 первой, второй и третьей пары электродов. При этом между этими электродами возникают соответственно напряжения U12, U34 и U89, которые поступают на вход устройства контроля и обработки данных 7.

При наличии трех пар электродов датчик характеризуется тремя значениями постоянных, обозначаемых соответственно как А12, А34, и А89.

По формулам, аналогичным формулам (2)-(5), дополнительно определяется значение УЭП X89, измеренное в ячейке, образованной третьей парой электродов.

Оценка погрешности датчика проводится на основе сопоставления трех результатов измерений УЭП Х12, Х34, X89. Для этого устройство сравнения 10 формирует сигналы, зависящие от изменения отношений Х3412 и X8912, и определяет по их значениям соответствующие оценки погрешности датчика, а затем производит проверку полученных оценок на соответствие друг другу. Близость двух оценок свидетельствует о большей их надежности, и, следовательно, о большей достоверности результатов измерений собственно УЭП.

Аналогично при наличии в датчике четырех и более пар электродов появляется возможность получения трех и более оценок погрешности датчика с последующей их проверкой на близость друг к другу, что приводит к дополнительному увеличению надежности этих оценок.

С другой стороны, очевидно, что увеличение количества пар электродов в датчике усложняет размещение электродов в заданных габаритах и приводит к усложнению конструкции датчика в целом. Поэтому такое решение целесообразно применять в случаях использования датчика для особо ответственных измерений, при которых предъявляются повышенные требования к их достоверности.

Заявляемый контактный датчик УЭП жидкости позволяет создать условия, при которых составляющие абсолютной погрешности, обусловленные загрязнением электродов, наличием объемных неоднородностей и изменением геометрии ячейки, в каждой ячейке нарастают практически одинаково, а их относительные значения нарастают различно, что позволяет непосредственно в процессе эксплуатации сформировать оценку результирующей погрешности датчика, учитывающую названные составляющие.

В конечном итоге этот результат позволяет повысить достоверность измерения УЭП жидкости непосредственно в процессе эксплуатации для обеспечения возможности многолетней эксплуатации датчика без какого-либо обслуживания.

Таким образом, приведенные выше сведения подтверждают возможность осуществления заявляемого изобретения, достижения указанного технического результата и решения поставленной задачи.

Контактный датчик удельной электрической проводимости жидкости, включающий опорный элемент и установленные на нем возбуждающие и измерительные электроды, установленные вдоль образующей опорного элемента попарно таким образом, что среднее расстояние между поверхностями электродов в парах меньше среднего расстояния между соседними парами, при этом каждый измерительный электрод снабжен дополнительным электрически связанным и смежным с ним электродом, образующим с другим дополнительным электродом дополнительную пару, отличающийся тем, что средние расстояния между поверхностями электродов в двух или более парах различаются между собой, причем датчик снабжен устройством сравнения, формирующим сигнал, зависящий от изменения отношения значений удельной электрической проводимости, измеренных в межэлектродных промежутках упомянутых пар.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технической биохимии, а именно к определению количества пектиновых веществ в растительном сырье. .

Изобретение относится к технической физике, а именно к области контроля параметров влажного пара, и может быть использовано для контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе парогенератора.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения висмута(III) в технических объектах. .

Изобретение относится к способам исследования процессов гидродинамики жидких гомогенных и гетерогенных сред и может найти применение в химической, нефтехимической, биохимической, фармакологической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки сточных вод.

Изобретение относится к технической физике, а именно к анализу материалов путем бесконтактного фотометрического определения удельного электрического сопротивления (электросопротивления) нагреваемого тела в зависимости от температуры, в частности к определению относительной электропроводности металлов и сплавов в жидком состоянии.

Изобретение относится к приборам для исследования физико-химических свойств металлов и сплавов и может найти применение в физике, физической химии, материаловедении, металлургии легкоплавких металлов.

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способу количественного определения гидрохлорида 5-аминолевулиновой (5-амино-4-оксопентановой) кислоты (АЛК) - эндогенной аминокислоты, являющейся биологическим предшественником порфиринов во всех живых организмах, в том числе и в организме человека, который может быть использован в исследовательской и производственной практике.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может применяться для химического контроля котловой воды современных барабанных энергетических котлов. .

Измеряют гидробиологические показатели - индекс сапробности по Пантле и Букку в модификации Сладечек. Одновременно измеряют гидрохимические показатели - водородный показатель, химическое потребление кислорода, концентрация растворенного кислорода и электропроводность. Рассчитывают сводный показатель по формулам. Сравнивают полученное значение сводного показателя с данными таблицы 1 и по результатам судят об экологическом состоянии водоема. Изобретение позволяет ускорить определение экологического состояния водоема по гидрохимическим и гидробиологическим показателям. 2 табл., 1 пр.

Готовят 1% стерильный раствор глюкозы на физиологическом растворе, который используют в качестве питательной среды. Подсоединяют к аспиратору марки «Бриз-1» поглотитель Зайцева, в колбе которого помещают 10 мл подготовленного 1%-ного раствора глюкозы. Помещают устройство в исследуемое помещение и включают аспиратор на 15 мин. Микроорганизмы, находящиеся в воздухе, проходят через раствор глюкозы и задерживаются в нем. Помещают раствор в пробирку и термостатируют при 37°С в течение 2 ч. Измеряют электропроводность раствора с помощью датчика KDS-1038. Численность микроорганизмов в воздухе определяют по графику эмпирической зависимости электропроводности раствора от числа микробов, который строят по полученным значениям. Изобретение позволяет сократить время определения численности микроорганизмов в воздухе рабочей зоны до 2 ч 20 мин. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в качестве рабочего и эталонного средства измерений. Компаратор согласно изобретению содержит первичный преобразователь температуры и индуктивный первичный преобразователь электрической проводимости с входным и выходным тороидальными трансформаторами, питающий генератор синусоидального напряжения, трансформаторный делитель напряжения, цифровой и аналоговый компенсаторы тока с двухцикловым режимом уравновешивания, электронный блок, сопряженный с компьютером, термостат электронного блока, при этом индуктивная ячейка помещена в активный водяной термостат с фиксированной температурой, выполнена проточной, во внутренней полости которой размещены первичные преобразователи температуры и электрической проводимости. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения солености и температуры пробы морской воды. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Настоящее изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения свинца(II) в технических объектах. Способ определения свинца заключается в потенциометрическом титровании пробы комплексоном(III) с индикаторным электродом из металлического висмута с буферным раствором при рН 3,5-9,0. Изобретение позволяет определять свинец (II) при содержании 0,14-2,3 мг/мл раствора в электрохимической ячейке с ошибкой единичных определений не более 1%. Результатом является упрощение анализа при использовании нетоксичных материалов. 2 табл., 1 ил.

Настоящее изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения меди (II) в технических объектах. Способ определения меди заключается в прямом потенциометрическом титровании комплексоном (III) при рН от 4,1-9,0 с индикаторным электродом из металлического висмута в ацетатном буферном растворе. Изобретение позволяет определять медь (II) при ее содержании 32-660 мкг/мл раствора в электрохимической ячейке с ошибкой единичных определений не более 1%. Результатом является упрощение анализа при использовании нетоксичных материалов. 2 табл., 1 ил., 1 пр.

Способ контроля качества (безопасности) растительных масел и расплавленных жиров, который заключается в том, что измеряют удельную активную электропроводность растительного масла или расплавленного жира при различных частотах электромагнитных колебаний и разных температурах, при этом для контроля качества (безопасности) отбирают пробу исследуемого растительного масла или жира, делят пробу на две части, одну из которых подвергают окислению на воздухе при температурах 100…110°C до перекисного числа 10-12 мэкв/кг активного кислорода, перекисное число масла или жира определяют стандартными методами, затем готовят калибровочный образец растительного масла или расплавленного жира с максимально допустимым для пищевого масла или жира содержанием перекисных соединений (10 мэкв активного кислорода/кг), смешивая в определенных соотношениях по массе исходный и окисленный образец масла или жира, измеряют в полученном калибровочном образце в диапазоне частот от 1 до 200 кГц зависимость удельной активной электропроводности от частоты при двух температурах измерения, по пересечению указанных зависимостей находят характеристическую частоту электромагнитного поля, при которой характеристическая удельная активная электропроводность не зависит от температуры измерения, считают полученные значения характеристической частоты и характеристической удельной активной электропроводности максимально допустимыми нормативными значениями характеристической частоты и характеристической удельной активной электропроводности для данного пищевого масла или жира. Техническим результатом изобретения является разработка оперативного способа контроля снижения качества (безопасности) растительного масла при хранении. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электроаналитической химии, направлено на определение глутатиона и может быть использовано в анализе в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии по высоте анодного максимума на анодной кривой. Способ определения глутатиона заключается в определении методом циклической вольтамперометрии, при котором происходит электрокаталитическое окисление глутатиона на графитовом электроде, модифицированного частицами серебра. Способ согласно изобретению включает модифицирование графитовых электродов коллоидными частицами серебра из золя серебра в течение 300 с при потенциале электролиза -1,0 В с последующей регистрацией анодных максимумов электроокисления глутатиона на анодной кривой при скорости развертки потенциала 100 мВ/с на фоне 0,1 М раствора NaOH в диапазоне потенциалов от -1,0 до 1,0 В, концентрацию глутатиона определяют по высоте анодных максимумов вольтамперных кривых в диапазоне потенциалов от 0,30 до 0,60 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности способа определения глутатиона. 2 пр., 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области диагностики состава органических и неорганических жидкостей электрофизическими методами, в частности к оперативным методам контроля степени очистки растительных масел по стадиям процесса очистки (рафинации). Способ контроля процесса рафинации растительных масел согласно изобретению заключается в том, что на основании измерения достаточного количества образцов определяют в диапазоне электромагнитных колебаний от 1 до 200 кГц показатели характеристической частоты и характеристической удельной активной электропроводности данного вида растительного масла после каждой стадии регламентированного технологического процесса рафинации, которые считают нормативными. Отклонения характеристической удельной активной электропроводности, измеренной при характеристической частоте электромагнитного поля на отдельных стадиях, от нормативной используют как критерий отклонения степени очистки масла после каждой стадии процесса рафинации от установленной для соответствующей корректировки параметров технологического процесса. Техническим результатом заявляемого технического решения является разработка единого оперативного способа контроля степени очистки растительного масла после каждой стадии рафинации или после важнейших из этих стадий для установления соответствия степени очистки масла требованиям действующего технологического регламента на основе измерения характеристической частоты и характеристической удельной активной электропроводности растительного масла после каждой стадии рафинации. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области кондуктометрии и может быть использовано при физико-химических исследованиях растворов. Способ измерения электропроводности раствора электролита, размещенного в жидкостном контуре первого и второго первичных преобразователей с обмотками возбуждения, включенными в цепь генератора частоты, состоит в регистрации выходного сигнала напряжения каналов измерения в зависимости от концентрации раствора при условии, что измерение проводят в стабилизированном температурном поле, при этом согласно изобретению уровень чувствительности первого и второго первичных преобразователей определяется значением напряжения на выходном трансформаторе канала измерения в зависимости от концентрации раствора, размещенного в жидкостном контуре, его температуры, и находится в функциональной зависимости от напряжения и частоты источника питания обмотки возбуждения питающего трансформатора, причем измерение электропроводности раствора проводят с включением генератора на рабочую частоту, определяемую при экспериментальном исследовании растворов как оптимальную для исследуемого диапазона концентрации раствора; а регистрируют значение выходного сигнала напряжения каналов измерения, по значению которого и определяют электропроводность раствора. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения электропроводности в широком диапазоне концентрации растворов электролита, включая (для водных растворов) микрограммы содержания солей в растворе. 2 ил.

Изобретение относится к электроаналитической химии, направлено на определение глутатиона и может быть использовано в анализе модельных водных растворов методом циклической вольтамперометрии по высоте анодного максимума на анодной кривой. Способ определения глутатиона заключается в определении методом циклической вольтамперометрии, при котором проводится электрокаталитическое окисление глутатиона на графитовом электроде, модифицированного коллоидными частицами золота. Техническим результатом изобретения является разработка более чувствительного способа определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии. 2 ил., 2 табл.
Наверх