Измеритель электропроводности жидкости

 

ОПИСАНИЕ ц731367

Саюв Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.09.78 (21) 2669103/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень М 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (51) M. K . б 0IN 27/02

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 543.257 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Т. Гопко, Е. Ф. Ляшенко, E. H. Рубцова и Н. А. Рубцов

Морской гидрофизический институт АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЖИДКОСТИ

RT C RT /, С вЂ” Со

nF С, nF, Со

20 или

RT С вЂ” Со

Лр =

1 нР Со

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения электропроводностн жидкости, например, морской воды.

Известно устройство, предназначенное для измерения электропроводности морской воды, в котором используется четырехэлектродная ячейка (1).

Наиболее близким к изобретению техническим решением является датчик электропроводности, содержащий измерительные электроды, впаянные в стенки стакана, измерительный прибор (2).

Недостатком устройства является присущее двухэлектродным ячейкам явление поляризации и увеличение двойного диффузионного слоя с возрастанием концентрации среды, что ведет к понижению точности измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство вводят электромагнит с обмоткой и усилитель мощности, при этом они составляют цепь обратной связи, так что при изменении концентрации среды прямо пропорционально изменяется мощность электромагнита.

На чертеже изображено устройство для измерения электропроводности.

Устройство имеет электромагнит 1, усилитель мощности 2, электроды 3.

Устройстьо работает следующим образом. б Измерительные электроды выполняются нз двух пластин, расположенных параллельно друг другу и закреплян тся на изоляторах между полюсами магнита.

Количественно величина концентрацион10 ной поляризации определяется изменением потенциала электрода ЛсГ, связанного с изменением концентрации потенциалоопределяющих ионов у поверхности электрода (Л =О) по извес ному уравнению концент15 рационной поляризации постоянным током для неконцентрнрованных растворов: где R — сопротивление;

25 Т вЂ” абсолютная температура;

С вЂ” концентрация ионов (экв/л), устанавливающаяся вблиз«поверхности электрода при протекании тока;

F — функция, зависящая от концентрации С, обратно пропорциональная корню квадратичному из концентрациии.

Р—

0,2929В С 5 где  — константа;

C> — исходная концентрация ионов в растворе в отсутствии поляризующего напряжения; п — валентность электролита.

Распределение потенциалов в плотной и диффузионной части двойного слоя неодинаково. Ионы, находящиеся в растворе, концентрируются в микронном слое вблизи 15 электродов ячейки, образуя плотный двойной слой. При этом концентрация ионов вблизи электродов значительно больше концентрации диффузионного слоя.

При расположении полюсов магнита 20 вблизи электродов происходит перераспределение концентрации ионов. При этом плотность магнитно-силовых линий наибольшая вблизи полюсов там, где как раз и находится двойной диффузионный слой, 25 с наибольшей концентрацией ионов. Таким образом, приложение полюсов магнита каждого в отдельности к положительному или отрицательному электроду соответственно, приводит к «рассасыванию» двойного диф- 30 фузионного слоя.

Кроме того, ионы в растворе ориентируются относительно магнитно-силовых линий, что приводит к ускорению процесса измерения. 35

При увеличении концентрации исследуемой жидкости согласно формуле (1) величина концентрационной поляризации возрастает, при уменьшении концентрации— уменьшается. 40

Для устранения этого недостатка вводится обратная связь, состоящая из электромагнита, двухэлектродной ячейки и усилителя мощности. При этом величина концентрационной поляризации остается в 45 заданных пределах, так как с увеличением концентрационной поляризации увеличивается мощность электромагнита.

При совместном действии на движущийся заряд электрического и магнитного по- 50 лей результирующая сила — сила Лоренца — определяется как

F дЕ+- q(VBj. (3)

Сила Лоренца (3) наибольшая вблизи полюсов электродов в связи с тем, что вблизи электродов наиболее плотная концентрация движущихся зарядов (ионов). Таким образом, рассеивание ионов максимально вблизи полюсов.

Для создания угла между магнитными и электрическими силовыми линиями полюса электромагнита выполнены в виде вогнутых полусфер, внутри которых на изоляторах крепятся пластины электродов. Экспериментально установлено, что наибольший эффект рассеивания ионов двойного слоя достигается тогда, когда отношение диаметров электродов к диаметру полюсов равно /z.

Таким образом, применение обратной связи позволяет значительно повысить точность измерений путем уменьшения поляризационных явлений. При этом изменение концентрации среды не влияет на показания предлагаемого устройства. Кроме того, отпадает необходимость применения драгоценных металлов для изготовления электродов, что ведет к понижению себестоимости предлагаемог6 устройства и при массовом производстве может привести к значительному экоHомичсскому эффекту.

Формула изобретения

1. Измеритель электропроводности жидкости, содержащий двухэлектродную ячечку с электродами, измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения, точности измерения, в устройство введены электромагнит с обмоткой и усилитель мощности, прпчем электроды включены на вход усилителя мощности, а выход усилителя соединен с обмоткой электромагнита.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щ ее с я тем, что полюса электромагнита выполнены в виде полусфер.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лопатин Б. А. Кондуктометрия, изд-во

АН СССР, Новосибирск, 1964, с. 74.

2. Лопатин Б. А. Кондуктометрия, изд-во

АН СССР, Новосибирск, 1964, с, 125.

Редактор Н. Коляда

Составитель М. Кривенко

Техред А. Камышникова Корректор Е. Ласточина

Заказ 538/б Изд. М 2?О Тираж 1033 Подписное

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

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

Типография, пр. Сапунова, 2