Спооб измерения химического потенциала воды

 

О П И С А Н И Е ((ц 493718

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических реснублии (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.01.73 (21) 1874114/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.75. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 26.05.76 (51) M. Кл з G 01п 25/62

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 533.275(088.8) ао делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

A. М. Глобус

Агрофизический научно-исследовательский институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ВОДЫ

В ИССЛЕДУЕМОМ ВЕЩЕСТВЕ

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано при исследовании водно-физических свойств почв, пористых материалов, в биофизике, физической химии, физиологии растений, пищевой промышленности и т. д.

Известен психрометрический способ определения химического потенциала Ф с помощью термоэлектрического психрометра на эффекте

Пельтье, основанный также на измерении равновесной относительной влажности Е над исследуемым объектом и числении Ф по соотноRT шению Ф = — и Е, где R — универсальная

М газовая постоянная; М вЂ” молекулярный вес.

Способ основан на использовании миниатюрной дифференциальной термопары, один из спаев которой при пропускании постоянного тока охлаждается за счет эффекта Пельтье и превращается в смоченный термометр, скорость испарения с которого и возникающая термо-э.д.с. пропорциональны E u Ф.

Предлагаемое изобретение относится к способам измерения химического потенциала воды с помощью термопарного психрометра на эффекте Пельтье.

Для измерения Е и Ф используют величину термо-э.д.с., т. е. амплитуду А сигнала пси«рометра, путем калибровки над растворами с известными E и Ф ее приводят в соответствие с величиной Ф в исследуемой среде, в атмосфере которой проводят измерение.

Однако вследствие ряда причин, главной из которых является уменьшение количества кон5 денсата с уменьшением Ф, связь между амплитудой А сигнала и Ф является неоднозначной и имеет вид, показанный на фиг, 1. Неоднозначное требует записи сигнала, который в областях правее и левее максимума кривой

10 фиг. 2 имеет разную форму (кривые 1 — 3 и

4 — 5 фиг. 1) и последующей визуальной расшифровки его, что создает большие трудности для автоматизации метода измерений.

15 Другая особенность современного способа использования термопарного психрометра для измерения Ф вЂ” сильная температурная зависимость амплитуды его сигнала. При данном значении Ф величина А существенно возраста20 ет с температурой. Так температурная зависимость термопарного влагопотенциометра

Пельтье, типичная для приборов этого типа, характеризуется соотношением С = 0,1033+

+0,0133 Т (мкв бар — град — ) ..

25 Поэтому приходится, во-первых, снимать калибровочные кривые при нескольких температурах, что увеличивает затраты времени, вовторых, измерять и учитывать температуру исследуемого объекта, в-третьих, это серьезно

ЗО затрудняет автоматизацию измерений, 493718

10 ч

Ф0 00 Z; сел

Фиг. 7 с7, саг

0

Фиг,,У

Типография, пр, Сапунова, 2

Предлагаемый способ позволяет устранить эти трудности.

Длительность импульса термопарного психрометра, в отличие от амплитуды, связана с величиной Ф зависимостью, лишенной экстремума. Таким образом, если судить о величине

Ф по длительности импульса, исключается возможность принять сигнал о низком значении Ф за сигнал о высоком его значении.

На фиг, 3 показана связь между длительностью импульса Д психрометра и химическим потенциалом воды Ф. В данном случае длительность выражена через полуширину, т. е. через длительность на уровне полуамплитуды.

Однозначность этой связи во всей области применения термопарного психрометра на эффекте Пельтье (до — 10000 дж/кг) исключает необходимость визуальной интерпретации сигнала и облегчает автоматизацию измерений.

В отличие от функции потенциал — амплитуда, функция потенциал — длительность практически не зависит от температуры. Это исключает необходимость калибровок прибора при разных температурах и упрощает автоматизацию измерений.

Таким образом, определение Ф с помощью термопарного психрометра Пельтье на основании заранее установленной связи между величиной химического потенциала воды Ф и длительностью импульса психрометра обладает существенными преимуществами по сравнению с использованием связи между потенциалом и амплитудой (термо-э.д.с.) ..

Пример осуществления способа.

В измерительной цепи термоэлектрического психрометра Пельтье находятся: усилитель постоянного тока, измерительный прибор и самопишущий потенциометр ЭПП-09. На шкале последнего установлена контактная группа, устроенная таким образом, что при ходе каретки самописца вправо (передний фронт импульса прибора) замыкается одна группа контактов, 10 запуская электрический хронометр типа

Ф-599. При обратном движении каретки и возврате ее в первоначальное положение (задний фронт импульса прибора) замыкается вторая группа контактов, останавливая хронометр, 15 который при этом указывает длительность импульса. Проводят измерения над растворами, имеющими известные величины Ф, и строят. кривую — потенциал — длительность. Затем измеряют длительность импульса над иссле20 дуемой средой и с помощью калибровочной кривой находят Ф.

Предмет изобретения

25 Способ измерения химического потенциала воды в исследуемом веществе, основанный на измерении термо-э.д.с. с помощью термоэлектрического микропсихрометра на эффекте

Пельтье, отличающийся тем, что, с целью

30 повышения точности измерений, измеряют длительность импульса термо-э.д.с. термоэлектрического микропсихрометра, по которой рассчитывают химический потенциал воды, 2 4 b о р+ +

Рыг. 2

Составитель В. Гусева

Редактор В. Лысенко Техред Е. Митрофанова

Корректор Е. Рожкова

Заказ 1044, 6 Изд. ¹ 2073 Тираж 902 Подписное

UHNNHN Государственного комитета

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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