Устройство для анализа расплавов солей и растворов электролитов

 

Союз Советских

Социаттистических

Республик Ill 746269

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) jl îèîëíè Tåë üíîå к а вт. свил-ву (51) М. Кл. (22) Зач ттлеко 25.11.77 (21) 2548616/18 25 с присоединением заявки №

G 01 N 27/02

Йоударствеииый комитет (23) Приоритет ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.07 80. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 07.07.80 (53) УДК 543.257 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Л, Колесников, Н. И. Исаев и Б. С. Лебедев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА РАСПЛАВОВ

СОЛЕЙ И РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Изобретение относится к области физикохимического анализа, в частности к области высокочастотной кондуктометрии, и может. быть использовано для физико-химического анализа расплавов в химической, металлургической, ма5 териаловедческой, силикатной и других отраслях народного хозяйства.

Известны устройства для физико-химического анализа расплавов и растворов электролитов, работающие по принципу Куметра (О-метра) .и использующие резонансные чувствительные элементы, выполненные в виде параллельных и последовательных колебательных контуров (1).

Наиболее близким техническим решейием является устройство, содержащее генератор синусоидального напряжения высокой частоты, резонаисный чувствительный элемент, измерительную ячейку и регистратор измерительного сигнала (21.

Напряжение высокой частоты от генератора через разделительное сопротивление R подается на постоянное малое сопротивление ЯВ, вклкР ченное последовательно с катушкой индуктивности а„контура. Падение напряжения на со2 противлении ЯВ возбуждает электромагнитные колебания в чувствительном элементе и в измерительной ячейке, соединенной параллельно с емкостью контура С . Потери электромагнитной энергии в исследуемом расплаве вносятся в чувствительный элемент, его добротность 0 уменьшается, следовательно, измерительный сигнал U, снимаемый с контура, соответственно, уменьшается, Таким образом, напряжение выходного (измерительного) сигнала U является функцией измеряемой электропроводности U = (О) или сопротивления измерительной ячейки U =р(R+ ).

Зная заранее первичную функциональную зависимость 0 =((о) или Uc (Rя), которая снимается при градуировке устройства перед экспериментом по эталонным расплавам с известной о или по эталонным сопротивлениям

R g> определяют искомую электролроводность о по величине U и градуировочному графику

6=а/ля, где О, — постоянная измерительной ячейки, известная величина.

Недостатком устройства является низкая точность измерений на верхнем пределе измереRo Rg

"о

Во+В я

10 где Во — общее внутренее сопротивлео ние истопшка ЭДС;

R =a/a . — сопротивление измерительной я ячейки; — постоянная ячейки.

В данном случае амплитуда ЭДС равна амплитуде падения высокочастотного напряжения на сопротивлении Ro при протекании через него высокочастотного тока постоянной амплитуды Jp

15 ОПрЕдЕЛяЕМОй 6ОЛЬШИМ СОПрОтИВЛЕНИЕМ В:»Во поэтому она имеет точно такую же функциональную зависимость от злектропроводности расплава (раствора), какую имеет Rp т.е.

% = 4 Rpa = f(cr)

U = 2 0p = 0о (4 (2) (3) Очевидно, что выходной сигнал U являет ся измерительным сигналом, имеет такую же функциональную зависимость от измеряемой электропроводности, как и Rpg(Rg) е (о).

Добротность 0о остается постоянной при выполнении условия Rp « В, где  — актйвйое сопротивление катушки индуктйвности

30 контура. Условие это легко выполнимо.

Измерительную информашкою получают по записи измерительного сигнала U с помощью градуировочного графика, приведенного на фиг. 3.

Положительными эффектами устройства яв35 ляются высокая точность измерении и расширепке предела измерений.

3 . 746 змий, т,е.при o ;R -+ О; верхний пфдел измерений ограничен и далеко не охватывает значений электроцроводности расплавов солей при высоких температурах.

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение предела измерений.

Поставленная цель достигается тем, что измерительная ячейка включена параллельно ак тивному элементу колебательного контура. При таком способе соединения ячейки с резонансным чувствительным элементом добротность

" посйейЖЯ. npактйас1си не зависит от электро. проводности исследуемого расплава (раствора), ойа" в процессе эксперймейта остается- посТоянной, равной первоначальному значению О@0о.

Однако теперь выходной (измерительный) сигнал функционально связан с измеряемой электропроводностью через амплитуду ЭДС, возбуждающую электромагнитные колебания в резонансном чувствительном элементе. Измерительную информацию, как и в прототипе; получают по " величине амплитуды выходного сигнала U,, с помощью градуировочного графика Ue=f (o) или с

На фиг. 1 и 2 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 3 — градуировочный. график.— .

Схема содержит последовательно соединенные генератор 1 синусоидального напряжения высокой частоты и резонансный чувствительный элемент 2; измерительную ячейку 3, соединенную парйллельно активному сопротивлению Во, - включенному последовательно с катушкой индуктивности L резонансного чувствительного к

" "эле1мента, являющемуся одновременно частью

- -: - ---" нагрузки генератора 1 и вйутренним сопротив- лением источника ЭДС для резонансного ЧЭ, регистратор 4 измерительного сигнала, соединенный йараллельно чувствйтелбному элементу.

269 4 расплава и представляется следующей зависимостью.

Формула изобретения

Устройство работает следующим образом.

Синусоидальное напряжение высокой частоты от генератора 1 через разделительное сопротивление В подается на постоянное омическое сопротивление R, включенное последова- 45 тельно с катушкой инцуктивности 1 чувствительного элемента. Падение напряжения на сопротивлении Rp возбуждает электромагнитные колебанйя "в чув ствительном элементе и таким образом является источником ЭДС для чувствительного "элемента, а сопротивление

Rp внутренним сопротивлением этого источника.

Измерительная ячейка 3 соедит1ейа" параллель. ио с источником ЭДС, т.е, параллельно с сопро: тивлением Rо, поэтому общее сопротивление источника ЭДС оказывается переменным, зависящим от измерительной ячейки Вя, т,е; зависящим" от электрбпроводности исследуемого

Устройство для анализа расплавов солей и растворов электролитов, содержащее генератор высокой частоты, соединенный с колебательным контуром, измерительную ячейку, включенную в колебательный контур, регистратор, о т л ич а 1о щ е е с"я тем, что, с целью повышения точности измерений, расширения пределов измерения, измерительная ячейка включена параллельно активному элементу колебательного кон1., тура.

Источники информации, прииятйе во внимание при экспертизе

1. Заринский В. А. и Ермаков В. И. Высокочастотный химический анализ, М., 1970, с. 47 — 56, 2, Алексеев Н. Г. и др. Применение электронных приборов и схем в физико-химическом исследовании, М., 1961, с. 76 (прототип).