Устройство для контроля жидких сред

Устройство для контроля жидких сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

- СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1422120 А 1 (51) 4 С 01 N 27/26

Н А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4088235/31 25 (22) 05.05.86 (46) 07.09.88. Бюл. В 33 (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики им. И.Г.Есъмана и Азербайджанский политехнический институт им. Ч.Ильдрыма (72) M.С,Касимзаде и А.А.Джафаров (53) 543.25(088.8) (56) Касимзаде М..С. и др. Электроки" нетические преобразователи информации.= M.: Энергия, 1973, с. 6-9.

Авторское свидетельство СССР

У 828054, кл. G 01 N 27/26, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЖИДКИУ СРЕД (57) Изобретение относится к электроаыалитической химии, а именно к устройствам для контроля состава и свойств, и может использоваться как датчик степени чистоты жидкости. Целью изобретения является повышение точности контроля путем устранения влияния. электропроводности и диэлектрических свойств среды. Сущность изобретения заключается в том, что введением в корпус ЭКП дополнительных электродов, включенных с измерительными электродами в цепь, устанав-. ливаеTcH о Но3Н Ное Aóíêöèîíàëüíîå

5 f 2 4 3 отношение между выходным напряжением во внешней цепи преобразователя и электрокинетическим потенциалом, характеризующим состав и свойства анализируемой жидкости, что повышает точность контроля. Камеры корпуса 2 заполняют анализируемой жидкостью 1.

Постоянное по величине внешнее пневмодавление, создаваемое, например, электропневматическим устройством с дифференциальным выходом, воздействует поочередно на мембраны 5 камер, в результате чего анализируемая жидкость 1 совершает пульсирующее движение через перегородку 3. На измерительных электродах 4 появляется переменный потенциал протекания, амплитуда которого изменяется в зависимости от изменения состава и свойств анализируемой жидкости. Введением в корпус

ЭКП двух пар дополнительных плоскопараллельных сетчатых электродов 6, 7, включенных с основными электродами

4 во внешнюю цепь, построенную на бозе операционных усилителей 8, 10, работающих в режиме масштабирования, обеспечивает устранение влияния физи.ко-химических свойств жидкости на результаты контроля. 1 ип.

1422120

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для контроля состава и свойств бинарных и псевдобииарных смесей жид5 кости, и может использоваться как датчик для контроля степени чистоты жидкостей.

Целью изобретения является повыше,ние точности контроля путем устранения влияния электропроводности и диэлектрических свойств среды.

На чертеже представлена схема устройства для контроля жидких сред.

Устройство содержит заполненный 15 анализируемой жидкостью 1 корпус 2, разделенный на две камеры пористой перегородкой 3 с измерительными электродами 4,, расположенными с обеих сторон, мембраны 5, установленные на 20 открытых концах корпуса 2, и устройство для колебания мембраны (не показано), а также две пары дополни-, тельных электродов 6 и 7 введенные в корпус 2, одна (электрод 6) из. ко- 25 торых образует цепь обратной связи неинвертирующего операционного усилителя 8, вход которого подключен к измерительным электродам 4, а выход через детектор 9 и вторую пару дополнительных электродов 7 — к входу другого инвертирующего операционного усилителя 10.

Устройство работает следующим образом.

Камеры корпуса 2 заполняются анализируемой жидкостью 1. Постоянны по величине внешние пневмодавления, создаваемые, например, электропневматическим устройством с дифференциальным выходом (не показано), воздействуют поочередно на мембраны 5 камер, в результате которых .анализируемая жидкость 1 совершает пульсирующее движечерез перегородку 3. На измери- 45 тельных электродах 4 появляется переменный потенциал протекания, амплитуда которого изменяется в зависимости от изменения состава и свойств анаанализируемой жидкости. Выходной пе50 ременный потенциал Е в условиях работы преобразователя в рабочем частотном диапазоне и движении мембран 5 в пределе линейного прогиба определяется формулой

I электрокинетический потенциал;

E — диэлектрическая постоянная; — удельная электропроводность

Я

Р— динамическая вязкость

У

С = - — коэффициент, характеризующий рА состав и физико-химические свойства жидкости.

Согласно формуле (1) при постоянном перепаде давления ДР напряжение

Е зависит от параметров (f, (, м, Л ), связанных с составом жидкости. Для установления однозначной .функциональной зависимости выходного напряжения преобразователя от — электрокинетического потенциала необходимо значительно уменьшить влияние физикохимических параметров (f p,1), в особенности диэлектрической постоянной (E) и удельной. электропроводности (3) анализируемой жидкости 1 на выходной параметр (результат анализа устройства). Эта задача решается введением в корпус устройства двух пар дополнительных плоскопараллельных сетчатых электродов 6 и 7, включенных с измерительными электродами 4 во внешнюю цепь, построенную на базе операционных усилителей 8 и 10, работающих в режиме масштабирования.

Сопротивления столба анализируемой жидкости 1, заключенные между дополнительными электродами 6 и 7. пар в зависимости от их конструктивных размеров, т.е. площади поверхности плоских электродов и расстояния между ними, а также вида электрического сигнала (постоянный или переменный), подводимого к этим электродам, могут обладать практически емкостным или активным характером. В данном случае эквивалентным параметром пары электродов 6 с жидкостью 1, соединенных в качестве емкостного элемента в цепи обратной связи операционного усилителя 8, является емкость величиной Сс, которую можно достигнуть в условиях эффективного выбора частоты переменного напряжения Е, приложенного к входу операционного усилителя 8, и конструктивных параметров пары электродов 6.

Е5 аР

Š= - -.— = 0 08dPC

4! рЛ

9 где д Р— перепад давления;

При этом коэффициент передачи дперационного усилителя 8 определяется выражением

1422120

С,+С С. С, 1 + V

E С С СЕ. (С, С). (2)

Отсюда находим напряжение U, на выходе операционного усилителя 8 с учетом формулы (1) Из (5) следует, что выходной сигнал U>r, ЭКП не зависит от изменения электропроводности жидкости.

Ф о р м у л а изобретения

Кй. (.(1 (5) Составитель Е.Анисимов

Техред Л. Олийнык Корректор В.Гирняк

Редактор И.Иулла

Заказ 4423/43 Тир.аж 847 Попписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Cî E Со ДдР С daP6

СЕ ES Ttd 4 арЛ 4SрД

ы (3) (лЛ где S d — - соответственно непроницаемая площадь поверхности одного плоского электрода и- расстояние между электродами пары 6;

К вЂ” постоянный коэффициент, С вЂ” емкость конденсатора внешо ней цепи.

Как видно из выражения (3) с on- 2o ределенной точностью исключено влияние изменения диэлектрической постоянной E жидкости на параметр U на выходе операционного усилителя 8.

Переменное напряжение U после де- 25

1 тектирования, т,е. преобразования в постоянное напряжение U, поступает

1 через пары электродов 7 на вход операционного усилителя 10.

На постоянном токе пара электродов 30

7 с жидкостью 1 проявляет "чисто" активное сопротивление и поэтому сопротивление R> участка жидкости, ограниченного плоскопараллельными электродами, зависит от удельной электропроводности Л жидкости.

Коэффициент передачи операционного усилителя 10 выражается соотношением

Urrsrx Rs l Ro R Sp, R d/Л S

Л э (4) откуда с учетом выражения (3) определяем соотношение для выходного напряжения U а,„во внешней цепи

К1 КОДЛ

1 а =К" Л=ККЛЛ аых 2 1 z ъ 1Л где К вЂ” коэффициент преобразования

3 (выпрямпения) детектора;

К

К„К К з — постоянный коэффициент, Ro — сопротивление цепи обратной связи усилителя 10

R — сопротивление анализируемой

Л жидкости.

Устройство можно использовать для исследования структурных характеристик преобразующих каниллярно-пористых тел и двойного электрического слоя твердожидких систем путем измерения -потенциала, а также как индикатор для контроля "чистоты" жидкостей.

Устройство позволяет повысить точ"= ность контроля жидких сред.

Устройство для .контроля жидких сред, содержащее заполненный анализируемой средой корпус, разделенный на две камеры пористой перегородкой с измерительными электродами, расположенными с обеих сторон, мембраны, установленные .на открытых концах корпуса, и устройство для возбуждения колебания мембран, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности контроля путем устранепия влияния электропроводности и диэлектрических свойств среды, в корпус введены две пары дополнительных плоскопараллельных электродов, одна из

r. которых образует цепь обратной связи операционного усилителя, вход которого подключен К измерительным электродам, а выход через детектор и вторую пару дополнительных плоскопараллельных электродов подключен к входу другого операционного усилителя.