Кондуктометрический датчик

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Свеев Ceeeecwx

Реавубее (n)813230 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 21 0379 (21) 2755812/18-25 с ттрисоединенивм заявки МУ— (23) ГФриоритет.(51)М. Кл 3

G О! и 27/12

Гвсуяврственимй квиитет

СССР ве дмви изобретеиий и открытий

Опубликовано 150381 Бюллетень 1ек 10 (Щ НИ 542 ° 257 (088.8) Дата опубликования описания 150 81 (72) Автсуы изобретения

В.И. Левцов, В.С. Тупицын и I0.Ä. Чашечкий

> ( (71) Заявитель (54) КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

Изобретение относится к Физикохимическому анализу и предназначено для измерения электропроводности жидкости.

Известен датчик, в котором внутренним электродом является платиновая проволока, вставленная в стеклянную трубку, заполненную эпоксидной смолой ° GQH такой конструкции ВТорНМ 1О электродом являются стенки бассейна, соединенные с землей 11.

Однако это устройство обладает нестабильностью параметров, обусловленной электрохимическими процессами в пристеночном слое и изменением рас-1з пределения линий тока при переориентации и перемещениях чувствительного элемента относительно стенок бассейна;

Наиболее близким к изобретению по 20 технической сущности является устройство, выполненное в корпусе иглы медицинского шприца $2).

Материалом внешнего электрода в такой конструкции является нержавеющая сталь, которая обладает значительной электрохимической активностью в растворах электролитов, что приводит к изменению состояния поверхности как внешнего, так и внутреннего элек-З0 трода, выполненного из благородного металла, вследствие электрохимического переноса .

Цель изобретения — повышение стабильности параметров кондуктометрического датчика, а также точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что внешний электрод выполнен из никеля в виде тонкостенного капилляра.

Диаметр капилляра 1,8 1,3 мм и длина 13+7 мм.

Использование в качестве внешнего электрода никелевого капилляра позволяет повысить стабильность измерительных характеристик устройства и точность измерений за счет уменьшения электрохимического взаимодействия с исследуемой средой.

В результате электрохимического взаимодействия происходит осаждение продуктов реакции на поверхности электродов (загрязнение). Вследствие этого со временем происходит изменение кондуктометрических параметров чувствительного элемента.

Таким образом, уменьшение электрохимического осаждения повышает стабильность измерительных характеристик чувствительного элемента.

813230

Электрохимическая реакция при включении чувствительного элемента в радиотехническую измерительную цепь пропроявляется как паразитный импеданс (паразитное комплексное сопротивление), которое зависит от параметров электролита, рода металла и условий ,измерения (концентрация электролита, температура, относительное движение электрода и электролита).

Величина паразитного импеданса пропорциональна интенсивности электрохимической реакции. Соответственно, снижение электрохимического взаимодействия электролита и электродов уменьшает дестабилизирующее влияние на результат измерения паразитного импенданса, т.е. увеличивается точность измерения электропроводностиэлектролита. Измерения на образцовой установке УК-1 показали, что величина паразитного нмпенданса никелевого 2Î электрода примерно равна параэитному импендансу платинового электрода (у никеля в полтора раза больше), у электрода иэ нержавеющей стали в шесть раз больше, чем у электрода из д5 платины, у меди — более чем на порядок.

При работе в динамическом режиме (в движущихся жидкостях) предлагаемая конструкция вносит механические возмущения в исследуемую среду благодаря обтекаемой форме и малым габаритам.

На чертеже схематически изображена конструкция датчика, разрез.

Кондуктометрический датчик состоит из центрального платинового электрода 1, внешнего электрода — никелевого капилляра 2, изолятора-наполнителя 3, например, как УР-231. Зона чувствительности датчика обозначена по- 40 зицией 4.

Устройство работает следующим образом.

Чувствительный элемент включают в цепь переменного тока для измерения сопротивления материалов, затем погружают в исследуемую среду и производят измерение сопротивления чувствительного элемента. Основное падение напряжения будет происходить в окрестности центрального электрода, геометрические параметры которого будут, соответственно, определять сопротивление всей конструкции.

Величина сопротивления (помимо параметров жидкости) определяется также геометрической конфигурацией электрического поля в измерительной области 4. Эта конфигурация зависит от взаимного расположения центрального электрода 1 и внешнего электрода 2, поэтому дня увеличения стабильности измерений электроды жестко фиксированы относительно друг друга изолятором-накопителем 3.

Конструкция кондуктометрического датчика по сравнению с образцами аналогичного оборудования обладает более высокой стабильностью характеристик, простотой и технологичностью изготовления.

Устройство позволяет также вести измерения в движущихся средах, производить исследование гидрофнзичес= ких полей с высокой пространствен,ной разрешающей способностью.

Испытания кондуктометрического датчика для измерения электропроводимости жидких электролитов показали, что предложенная конструкция обладает временной стабильностью, примерно в 10-100 раэ выше, чем у известного датчика, что позволяет уменьшить погрешность измерения примерно в 5 раз .и дает возможность использовать датчик для регистрации медленных флуктуаций электропроводнссти.

Формула изобретения

Кондуктометрический датчик, содержащий два коаксиально расположенных электрода, разделенных диэлектриком, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности измерений, внешний электрод выполнен из никеля в виде капилляра.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1е Gibson С,Нэ and Schwars M.М.

0etectlon of Conduct!vity Fluctuations ln. А.Turbuleut Flow - Field, Gournal of Fluid Hechanics, 1965, ч. 16, р.р.353-364.

2. Вершинский Н.В., Соловьев A.Â.

Зонд для исследования поверхностного слоя океана. "Океаналогия", 1977, т. 17, вып. 2 с. 358-363 (прототип).

Составитель М. Кривенко

Редактор М. Петрова Техред Е.Гаврилешко Корректор H. Стец

Заказ 758/52 Тираж 907 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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