Осциллометрический способ анализа веществ
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сома Советскик
Социалистическик
Респуйлик
Зависимое от авт. свидетельства №
Кл. 42l, 3/04
Заявлено 14.1.1969 (№ 1296993/26-25) с присоединением заявки ¹
МПК G 01п 27104
Приоритет
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Опубликовано 08.Ч.1970. Б1оллстснь № 16
УДК вЂ”вЂ”
Дата опубликования описания 18Л 111.1970 евенаув
Взвтантно-техиичестваВ
Фвблтзотека МБ
Л вторы изобретения
А. Л. Левин, А. В. Казаков и В. P. Козлов
Московский институт химического машиностроения
Заявитель
ОСЦИЛЛО1NЕTPИЧЕСКИЙ СПОСОБ АНАЛИЗА ВЕЩЕСТВ (2) ...„=„,(с, с). (3) Изобретение относится к бесконтактным методам определения физико-химических свойств веществ.
Известны осциллометрические способы анализа веществ, состоящие в измерении активной проводимости емкостной ячейки, заполненной анализируемым веществом. Основным недостатком известных - способов является сложное приборное оформление устройств для их реализ"öèè,,поскольку необходимо производить раздельную компенсацию составляющих комплекснои проводимости измерительной ячейки.
Предлагаемый осциллометрический способ позволяет производить анализ вещесгва, находящегося в емкостной ячейке, включенной в колебательный контур, по изменению ее активной проводимости, исключая, при этом процедуру раздельного уравновешивания составляющих комплексной проводимости.
Этот эффект достигается тем, что при резонансе контура ячейку заполняют раствором, электропроводпость которого соответствует экстремальному значени1о акгивной проводимости ячейки, а активную составляющую проводимости ячейки определяют по величине полной проводимости.
Для исключения погрешностей измерения, связанных с точностью приготовления эталонного раствора, ячейку при резонансе заменяют ее электрическим эквивалентом(например, КС-цепочкой) .
Обоснование этого следует из аналитического описаш1я статической характеристшси осциллометрического преобразователя с контурной измерительной схемой.
Известно, что активная бр и реактивная
В, составляющие бесконтактной емкостной ячейки описываются выражениями (см.,напри10 мер, П. Дслахей Новые приборы и методы в электрохимии». ИИЛ., 1957): где (с — круговая частота напряжения генератора С и Сз — емкости, обуслои20 ленные диэлектрическнмп свойствами материала стенок ячейки и раствора соответственно; х — электрон роводность анализируемого вещества, находящегося в ячейке.
Активная составляющая проводимости ячейки бр (х) имеет экстремум при электропроводности
З0 Соответствующее выражению (3) экстре270328 (4) 25
Предмет изобретения
Составитель Е. П. Бабарина
Редактор А. Ф, Морозова Текред А. А. Камышникова 1(орректор Л. С. Веденеева
Заказ 2217j!5 Тираж 480 Г! одпнсное !
11!ИИПИ Комитета по делам изобретении и откргятий при Совете Министров СССР
Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4,5
Типография, пр. Сапунс.ва, 2 мальное значение активной проводимости ячейки дается выражением
С, 2
6max—
2(Ст+ С,)
Известно, что наиболее доступно реализуются измерения полной проводимости (Z-метрические измерения), поскольку при этом нет необходимости предусматривать в измерительной аппаратуре фазочувствигельные и сопутствующие им блоки. В этом случае выходной сигнал преобразователя функционально связан с модулем комплексной проводимости колебательного контура с ячейкой. Вид статической характеристики осциллометрического преобразователя с контурной измерительной схемой существенным образом зависит or электропроводности вещества х», находящегося в ячейке при насторйке контура в резонанс перед измерениями.
Для модуля комплексной проводимости параллельного контура с ячейкой справедливо выражение
I l = VIG,(x)+ gl*+ (В,() — В„*(. (5) где g — эквивалентная активная проводимость колебательного контура при отключенной ячейке;
 — емкостная проводимосоть ячейки
Р при резонансе колебательного контура, т. е. при х = х» .
Для реализации предложенного способа ячейку при настройке контура в резонанс следует заполнить раствором с электропроводностью, соответствующей экстремуму на характеристике G (х), т. е.
=>m,„„— + (C,+ 6). (6)
Значение х,„легко определяется из экспериментально снятой зависимости 6, (х).
После подстановки выражения (6) в уравнение (5) и проведения соответствующих преобразований получим:
I У = (6 "") + Gp(7) g+ g . (7)
Из выражения (7) следует, что если ячейка включена в контур, эквивалентная активная
4 проводимость которого соизмерима с 6 " то выходной сигнал преобразователя функционально связан только с актиш!ой составляющей проводимости ячейки 6„((х) . Значение
6„в" связано с параметрамй преобразователя соотношением (4), которым следует пользоваться при выборе добротности колебательного контура.
Аналогичный результат получается прп рассмотрении случая включения емкостной ячейки в последовательный контур.
Таким образом, реализация способа сводится к настройке контура в резонанс на раство15 Ре с электРопРоводностью х* = х а, и последующей регистрации полной проводимости.
Способ распространяется на случаи анализа вещества с неизменной диэлектрической проницаемостью, т. е. Са = const.
20 Случай С = сонэ(справедлив при измерениях концентрации большинства растворов электролитов по пх электропроводпости.
1. Осциллометрический способ анализа веществ, состоящий в измерении активной проводимости емкостной ячейки, заполненной анализируемым веществом, включенной в резонансный контур, эквивалентная активная проводимость которого соизмерима с экстремальным значением активной проводимости ячейки, отличасощийся тем, что, с целью упрощения и увеличения точности измерений при резонансе контура ячейку заполняют раствором, электропроводность которого соответствует экстремальному значению активной проводимости ячейки, а активную составляющую
40 проводимости ячейки определяют по величине полной проводимости.
2. Способ по п. 1, отлича.ои!ийся тем, что, с целью исключения погрешностей. связанных с точностью приготовления эталонного раст45 вора, при резонансе контура ячейку заменяют ее электрическим эквивалентом (папример, RC-цепочкой) .
