Устройство для контроля электропроводности жидкости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ пц 725007

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свггд- ву (22) Заявлено 21;08.78 (21) 2657742/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.80. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.80 (51) М. Кл з

G 01N 27/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 543.257 (088.8) (72) Автор изобретения

А. М. Светлицкий (71) Заявитель Запорожский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института «Цветметавтоматика» (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЖИДКОСТИ

g=р —, Я

Изобретение относится к области автоматического контроля технологических пара метров и может быть .использовано для автоматического измерения концентраций электропроводящих. растворов в:гидрометаллургическом, химическом и других про..изводствах.

Известно устройство, содержащее внеш ний электрод, который окружает внутренний электрод и трубопровод для жидкости, ;удельная проводимость которой должна быть измерена (1J.

Устройства такой конструкции имеют существенный недостаток, а именно малую величину электролитической постоянной Ск, определяемой по формуле

C

S где 1 — расстояние между электродами, S — площадь электродов.

Это обстоятельство ограничивает пределы измеряемых концентраций жидкости, так как пропорциональное концентрации электросопротивление R определяется по формуле где р — удельное электрическое сопротивление жидкости.

При малых величинах Ск и р, определяемьгх концентрацией жидкости, величина R будет зависеть от последней. При низких концентрациях величина р большая, а поэтому Ск не оказывает решающего воздействия на измерение R.

При высоких концентрациях величина р малая, величина Я становится соизмеримой с погрешностью измерительньгх устройств, 10 а поэтомУ Со пРиобРетает Решающее значение.

Для увеличения Cä необходимо увеличить 1 или уменьшить S. Однако в рассматриваемых кондуктометричесКих ячейках эти

15 величины взаимосвязаны, так как увеличение расстояния 1 на величину Al изменит диаметр наружного электрода D на 2Л1, а следовательно площадь этого электрода увеличится на 2кЛИ и существенного изменения Ск не произойдет. Поэтому даже при возможности использования рассматриваемой конструкции в качестве погружного датчика последний может быть применен только для измерения низких концентраций.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому устройству является устройство, содержащее центральный цилиндрический электрод, кольцевой электрический изолятор, окружающий цилиндрический электрод

30 и контактирующий с ним, и внешний элект725007

50 род, окружающий изолятор и контактирующий с ним. Центральный электрод, изолятор и внешний электрод образуют гладкую контактную поверхность в одной плоскости ,(2j.

Из-за малой электролитической постоянной такие датчики непригодны для измерения высоких концентраций.

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых концентраций и функциональных возможностей погружных устройств.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем чувствительный элемент с коаксиально расположенными и изолированными друг от друга электродами, включенными в измерительную схему, чувствительный элемент снабжен изоляционной втулкой с калиброванным центральным каналом, один торец которой примыкает к контактным поверхностям электродов, а другой торец снабжен дополнительным электродом в виде шайбы, электрически соединенной с наружным электродом чувствительного элемента.

Втулка может быть выполнена сменной, со сквозными каналами, соединенными с калиброванным каналом.

Наличие калиброванного канала в изоляционной втулке позволяет получить определенное сечение столба жидкости через который замыкаются силовые линии электрического поля между внутренним и внешним электродами. Увеличение электролитической постоянной, а следовательно, и диапазона измерения достигается за счет варьирования длиной и сечением канала. При этом, изменяя геометрические размеры втулки, датчик можно использовать для нескольких диапазонов измерения при неизменных номиналах измерительной схемы. Этим самым расширяются функциональные возможности устройства.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид. В корпусе датчика

1, являющемся внешним электродом, расположен внутренний электрод 2. Между электродами 1 и 2 находится электроизоляционный материал 3. Внутренний электрод выполнен полым, внутри помещается терморезистор 4. Через уплотнительную прокладку 5 к корпусу 1 крепится изоляционная втулка 6, которая одним торцом примыкает к корпусу 1, а на втором торце крепится дополнительный электрод 7, электрически соединенный с корпусом 1. Электрод

7 выполнен в виде шайбы, диаметр внутреннего отверстия которой равен диаметру центрального канала 8 втулки 6. В теле изоляционной втулки 6 имеются сквозные каналы 9, служащие для обеспечения обмена жидкости, поступающей в центральный канал.

Устройство работает следующим образом.

Через отверстия в шайбе и изоляционной втулке жидкость поступает в центральный канал 8 и замыкает измерительные электроды 2 и 7, включенные в измерительную схему прибора. При изменении концентрации электросопротивление жидкости в ка нале втулки будет меняться, что вызовет соответствующее изменение показаний прибора.

11ри необходимости измерения концентраций в широком диапазоне выбираются размеры канала, обеспечивающие максимальную величину постоянной ячейки. В случае измерения более узкого диапазона выбираются размеры канала, соответствующие меньшей величине электполитической постоянной.

Устройство может быть использовано для измерения концентрации щелочи в растворах и пульпах глиноземного производства.

Формула изобретения

Устройство для контроля электропроводности жидкости, содержащее чувствительный элемент с коаксиально расположенными электродами, включенными в измерительную схему, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений и расширения функциональных возможностей, чувствительный элемент снабжен изоляционной втулкой с калиброванным каналом, один торец которой примыкает к контактным поверхностям электродов, а другой торец снабжен дополнительным электродом в виде шайбы, электрически соединенной с наружным электродом чувствительного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3816300, кл. 324 †3, 1969.

2. Патент США № 3919627, кл. 324 — 30, 1969, 725007

Составитель М. Кривенко

Техред А. Камышникова Корректор Е. Хмелева

Редактор Н. Коляда

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 357/7 Изд. № 220 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5