Устройство для измерения электрод-ных потенциалов

 

Сечоз Советскнк

Социалистически к

Респубанк

О -А -Н И 6 ()79858О

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.04.78 (21) 2749840/18-25 с присоединениеь1 заявки М— (23) Приоритет (51)M. Кл.

G 01 N 27/30

Ваударетааклыа каиктат

СССР аю делам кзааретвнлл к аткрыткй

Опубликовано 23.01.81 Бюллетень М 3 (53) УДК 543.257 (088.8) Дата опубликования описания 23.01.81

А. Я. Гришков, 3. В. Деева, Л. Е. Сайчук, М. В. Беляева, В. А. Волжинский и В, А. Таратута (72) Авторы изобретения

Всесоюзный теплотехнический научно-исследовательский инсштут им. Ф. М. Дзержинского

{71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОДНЫХ

ПОТЕНЦИАЛОВ

Изобретение относится к технике потенциометрических измерений, в частности к устрой. ствам для измерения электродных потенциалов в потоке растворов с малой электропроводностью.

Известны устройства для измерения электродных потенциалов в потоке растворов, содержащие измерительный прибор и проточную электродную камеру с измерительным электродом и электролитическим ключом. При этом часть злектрохимнческой цепи от электролитического ключа до электрода сравнения, как правило, выносится за пределы электродной камеры (11.

Однако для уменьшения диффузионных потенциалов при измерениях рН в растворах . с малой (на уровне 10-1000 мкСм/cM) электропроводностью датчики комплектуют с проточными электродами сравнения, для которых характерно перетекание соединительного электролита иэ солевого мостика через электролитический ключ в анализйруемую среду. Переход к измерениям с помощью указанных датчиков величины рН растворов с еще мень.

2 шей (ниже 10 мкСм/см) злектропроводностыо сопровождается резким ухудшением стабильности и, в конечном счете, точности показаний, что связано с увеличением сопротивления электролитической цепи и дальнейшим ростом диффузионных потенциалов. Загрязнение анализируемой среды, производимое перетоком соединительного электролита, вносит заметные ошибки тем больше, чем ниже электропроводiO ность среды.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является электродная камера для измерения рН потока с электропровод ностыо менее 10 мкСм/см, корпус которой выполнен из диэлектрика и снаружя защищен

15 от внешних электромагнитных помех стальным экраном. Стеклянный электрод и капиллярный электролитический ключ размещены в непосредственной близости друг от друга в отсеке минимального объема, причем капиллярный

26 электролитический ключ расположен по ходу потока за измерительным электродом. Скорость потока анализируемой среды устанавливается экспериментально в диапазоне, где ее

79 изменение не влияет на показания датчика.

Таким образом, снижение злектросопротивления электролитической цепи достигается эа счет сближения электролитического ключа и измерительного электрода, а уменьшение влияния загрязнений анализируемой среды соединительным электролитом — их взаимным расположением (2) .

Применение этой электродной камеры совместно с серийными электродными системами, включающими стеклянные электроды, и измерительными приборами для определения величины рН питательной воды ТЭС с нейтральным водно-химическим режимом показывает, что при электропроводности воды менее

0,5 мкСм/см измерения величины рН в области от 6 до 7,5 ненадехсчы из-за сильного влияния наводок и большого времени установления показаний после возникновения возмущений (до 10 мин н более). Опасность загрязнений анализируемой среды вблизи стеклянного электрода соединительным электролитом за счет диффузионных или конвективных потоков также не исключается, так как скорость их распространения сопоставима со скоростью протока среды (1 мм/с).

Цель изобретения — повышение точности и снижение инерционности электродных измерений, в частности величины рН среды с электропроводностью ниже 0,5 мкСм/см в нейтральной области, за счет уменьшения электросопротивления электролитической цепи.

Цель достигается тем, что рабочий объем электродной камеры разделен перегородкой из инертного электропроводящего материала на два последовательно соединенных отсека, в первом из которых по ходу потока расположен стеклянный электрод, а во втором электролитический ключ и вспомогательный электрод, На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство для непрерывного измерения электродных потенциалов; на фиг. 2 и 3 — модели силовых линий электрического поля соответственно в предлагаемой электрод;ной камере и известной.

Устройство содержит электродную. камеру, электрод сравнения с солевым мостиком и измерительный прибор (не показаны). Рабочий объем электродной камеры разделен перегородкой 1 на два последовательно соединенных отсека; В первом по ходу потока отсеке 2 расположен стеклянный электрод 3, а во втором отсеке 4 — электролитический ключ 5. Перегородка 1 выполнена из керамической трубки, на которую нанесен тонкий слой платины, причем электропроводящая часть поверхности перегородки, обращенная к измерительному электроду, выполняется

8580 ф геометрически подобной его чувствительной поверхности. К патрубку 6 присоединяется солевой мостик, заполненный раствором хлористого калия. Для подвода анализируемой среды предназначен патрубок 7, а для отвода — патрубок 8. Стенки корпуса 9 электродной камеры выполнены из резины.

Устройство работает следующим образом.

Омическое сопротивление электролитической

1р цепи электродной камеры пропорционально сумме кратчайших расстояний от стеклянного электрода 3 до инертной перегородки и от перегородки 1 до электролитического ключа 5.

Это суммарное расстояние (2-4 мм) в пред деле состоит из четырех двойных электрических слоев: одного на жидкостной границе, двух на перегородке и последнего на стеклянном электроде.

Из сопоставления моделей силовых линий эо электрического поля в предлагаемой электродной камере (фиг. 2) и известной камере (фиг. 3) видно, что первая позволяет в несколько раз уменьшить сопротивление между стеклянным электродом и электролитичес ким ключом. Эффект от снижения омического сопротивления электролитической цепи и возможного экранирующего действия перегородки проявляется в более устойчивой работе измерительной схемы. Разделение электродной камеры на два отсека создает определенные преимущества и при подавлении возможных искажений измеряемой ЭДС вследствие загрязнения анализируемой среды соединительным электролитом. Искажения легко локализуются во втором отсеке, если устазз навливается гидродинамический режим, наиболее благоприятный с точки зрения уменьшения влияния загрязнений соединительным электролитом.

Использование предлагаемой электродной камеры позволяет без изменений выпускаемых промышленностью электродных систем для измерений рН, а также без изменений соответствующих измерительных средств обеспечить надежное определение соответствующих пока45 зателей в незабуференных водных средах, характерных для ТЭС и АЭС с нейтральными водно-химическими режимами (при электропроводности теплоносителя 0,5 MKCMfcM) .

Формула изобретения

Устройство для измерения электродных потенциалов в потоке растворов с малой электроправодностью, содержащее измерительный прибор и проточную камеру с измерительным электродом и расположенным вслед за ним по потоку электролитическим ключом

2. Методика исследований новых водно-химических режимов и оценки их эффективности в условиях эксплуатации энергоблоков СКД

"Главтехуправленне по эксплуатации энергосистем МЭ н ЭССР". -, Служба передового опыта эксплуатации энергосистем ОРГРЭС.

М., 1977, с. 7 (прототип).

Составитель И. Рогаль

Техред М. Рейвес Корректор В. Синицкая

Редактор В, Жнленко

Заказ 10013/53

Тираж 91 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 798580 н вспомогательным электродом, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и снижения инерционности измерений путем уменьшения электросопротивлення электролитнческой цепи, электродная камера снабжена перегородкой, разделяющей объем камеры на два отсека таким образом, что в первом по ходу потока отсеке расположен измерительный электрод, à Во втором электролитический ключ и вспомогательный электрод, причем поверхностный слой перегородки, контактирующий с анализируемой сре- дой, выполнен из инертного электропроводящего материала.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Макаров А. К., Свердптн В. А. Приборы для измерения рН.Л., "Энергия", 1970, с. 4750.