устройство для измерения удельной электропроводности жидких сред

Формула изобретения

Устройство для измерения удельной электропроводности жидких сред, содержащее пластину из диэлектрического материала, токовые электроды, соединенные между собой через последовательно включенные регистратор силы тока, переменный резистор с параллельно подключенным регистратором напряжения, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит два электрода, переключатель электродов, соединяющий попарно электроды, включенный последовательно с ним выключатель электрической цепи, а также вторую цепь, соединяющую электроды через последовательно включенные регистратор силы тока, источник тока, переменный резистор и выключатель.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения удельной электропроводности жидких растворов и расплавов в условиях действия внешних (сторонних) источников тока.

Известно устройство для измерения электропроводности жидких сред (авт. св. №1732248, G 01 N 27/42, 1992), включающее трубку, кольцеобразные электроды, магазин активных электрических сопротивлений, переключатель, регистраторы. Недостатком этого устройства является погрешность в измерении за счет неучтенного влияния поляризационных процессов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для измерения удельной электропроводности и плотности тока (пат. РФ 2007707, G 01 N 27/07, 1992), включающее изоляционный экран, токовые полудисковые электроды, разделенные изоляционной прокладкой, и измерительные электроды. Токовые электроды соединены между собой через последовательно соединенные амперметр и переменный резистор. Параллельно этой электрической цепи включен регистратор напряжения. Другой регистратор напряжения включен между измерительными электродами.

Недостатком этого устройства является погрешность в измерении за счет неучтенного влияния поляризационных процессов.

Задачей изобретения является повышение точности измерения удельной электропроводности жидких сред.

Это достигается тем, что в устройство для измерения удельной электропроводности жидких сред, содержащее пластину из диэлектрического материала, токовые электроды, соединенные между собой через последовательно включенные регистратор силы тока, переменный резистор, с параллельно подключенным регистратором напряжения, дополнительно вводят два электрода, переключатель электродов, соединяющий попарно электроды, включенный последовательно с ним выключатель электрической цепи, а также вторую цепь, соединяющую электроды через последовательно включенные регистратор силы тока, источник тока, переменный резистор и выключатель. Это позволяет учесть влияние поляризационных процессов на измеряемое напряжение путем экстраполяции результатов шестиитерационного измерения, обусловленного введением двух дополнительных электродов.

На фиг.1 изображено заявленное устройство. Устройство содержит токовые электроды 1, 2, 3 и 4, изолирующую пластину 5, переключатель электродов 6, переменные резисторы 7 и 8, регистратор напряжения 9, регистраторы силы тока 10 и 11, выключатели 12 и 13, источник тока 14.

На фиг.2 представлено влияние поляризационных процессов на точность измерения в прототипе. На ток, вызванный сторонним источником и движущимся от катода 15 к аноду 16, действует напряжение поляризации U_п, возникающее между измерительными электродами 1 и 2 в результате их поляризации. В результате измеряемое напряжение между электродами, а следовательно, и рассчитываемая удельная электропроводность среды, являются ошибочными.

На фиг.3 представлен график, иллюстрирующий процесс обработки результатов измерений с целью получения истинного значения удельной электропроводности.

Электроды 1, 2, 3, 4 выполнены из меди и расположены на расстояниях, кратных 1:2:4, что позволяет посредством переключателя 6 получить 6 различных расстояний между электродами: l₁₂=L, l₂₃=2L, l₁₃=3L, l ₃₄=4L, l₂₄=6L, l₁₄=7L, где l ₁₂ - расстояние между электродами 1 и 2, и т.д. Электроды имеют форму полудисков.

Пластина 5 выполнена из диэлектрического материала.

Переключатель 6 на входе соединен с четырьмя электродами, а на выходе имеет два контакта с электрической схемой. Переключатель имеет шесть положений, каждое из которых соединяет два из четырех электродов с электрической цепью: "1 и 2", "2 и 3", "1 и 3", "3 и 4", "2 и 4", "1 и 4".

Устройство используется следующим образом:

1. Электроды помещаются в жидкий раствор (или расплав), находящийся под воздействием сторонних источников тока.

2. Переключатель 6 устанавливается в положение "1 и 2".

3. При выключенных выключателях 10 и 14 фиксируется напряжение U₁, измеренное регистратором 9.

4. Включается выключатель 12 и фиксируется напряжение U₂ , измеренное регистратором 9.

5. Включается выключатель 13.

6. Переменным резистором 8 изменяется сопротивление на R, добиваясь изменения напряжения U₂ до значения U ₁;

7. Фиксируются значения сопротивления R, силы тока I₁, измеренное регистратором 10, силы тока I₂, измеренное регистратором 11;

8. Рассчитывается значение удельной электропроводности жидкой среды q по формуле

где S - площадь поперечного сечения токового электрода; l -расстояние между подключенными электродами.

9. Переключатель 6 переключается в следующее положение и далее повторяются действия 3-8 до тех пор, пока не будет получено шесть значений q1...q6.

10. Значения q1...q6, полученные при различных расстояниях между подключенными электродами 11...16, экстраполируются и, как это видно на фиг.3, при l_{о ф} рассчитывается истинное значение q.

Предлагаемое устройство может быть использовано для измерения удельной электропроводности жидких растворов и расплавов в условиях действия сторонних источников тока.