Способ определения температуры водных растворов солей

Способ определения температуры водных растворов солей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике измерения температуры водных растворов солей и позволяет повысить точность измерения температуры. Способ осуществляют следующим образом. Снимают зависимости падения напряжения на электродах, помещенных в раствор с известной соленостью , т.е. опорную зависимость U (t), при двух или более частотах питающего тока в диапазоне частот 10-Ю3 Гц, измеряют падение напряжения на тех же электродах, помещенных в контролируемый раствор: Ui на частоте fi и U2 на частоте fa. По опорным зависимостям U ty (t) и U ifo (t) определяют температуры ti и ta, соответствующие напряжениям Ui и U2. и по формуле определяют искомую температуру tx. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

D"".-*» ь! м3%14ийД

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ " -, - ";-:- ",„"., К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ты; 4 — вольтметр. На фиг. 2 б приведен пример графического определения температуры. (21) 4449477/10 (22) 27.06.88 (46) 07,12.91 Бюл, М45 (71) Ленинградский филиал Государственного проектно-изыскательского и научноисследовательского института морского транспорта "СоюзморНИИпроект" (72) П,М.Боголюбов (53) 536.53 (088.8) (56) Патент Великобритании hL 1556634, кл. 6 01 R 27/22, опублик. 1979, Патент Великобритании Мг 2181252, кл. G 01 К 7/26, опублик. 1987, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ

Изобретение относится к технике измерения температуры водных растворов солей и может быть использовано для прецизионных измерений температуры в морской воде.

Целью изобретения является повышение точности определения температуры водных раетворов солей за счет исключения влияния измерений солености раствора.

На фиг. 1 а и 1 б приведены графики зависимости падения напряжения на электродах, помещенных в водные растворы солей, от частоты электрического тока, протекающего по ним, при различных значениях температуры, а также от температуры при различных значениях частоты. На фиг. 2 а приведена блок структурная схема устройства реализующая предлагаемый способ, где 1 — электроды; 2 — контролируемый раствор; 3 — генератор звуковой часто„, SU„„1696904 А1 (57) Изобретение относится к технике измерения температуры водных растворов солей и позволяет повысить точность измерения температуры. Способ осуществляют следующим образом. Снимают зависимости падения напряжения на электродах, помещенных в раствор с известной соленостью, т.е. опорную зависимость 0 =ф(т), при двух или более частотах питающего тока в диапазоне частот 10 — 10 Гц, измеряют паде3 ние напряжения на тех же электродах, помещенных в контролируемый раствор: Ut на частоте f> и Ui на частоте f2. По опорным зависимостям U = g> (t) и U = Q (t) определяют температуры t< и tz, соответствующие напряжениям U> и Uz, и по формуле определяют искомую температуру tx. 2 ил.

Предлагаемый способ основан на использовании нелинейной зависимости комплексной проводимости водных растворов солей от температуры и частоты в релаксационной области процесса образования мигрирующих под действием переменного электрического поля ионов. Области релаксации принадлежит диапазон частот 10 — 10 з

Гц, что обусловливает частотный диапазон применения способа. Нелинейность зависимости 0 = ф(т, 1) дает возможность поставить в соответствие каждому значению О (пропорциональному электропроводности) множество значений температур и частот.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

1696904

10 — 25,00. тх=2,5+ —

50

Электроды 1 помещают в водный раствор 2 какой-либо известной соли (опорный раствор), подключают электроды 1 к выходу генератора 3, Падение напряжения на электродах 1 контролируют вольтметром. 4, Снимают температурные зависимости (тарировочные кривые) падения напряжения U на электродах 1 в диапазоне исследуемых температур при двух или более значениях частот f, которые устанавливают с помощью генератора 3 в диапазоне частот 10 — 10 Гц. зПомещают электроды 1 в контролируемый раствор, температуру которого следует определить. Измеряют падение напряжения 01 на электродах при частоте f = f1. По полученной тарировочной зависимости U =

= ф(т) определяют значение температуры опорной среды, соответствующее падению напряжения на электродах U --U, помещенных в названную среду, при частоте f = f>, С помощью генератора 3 меняют частоту питания электродов 1, помещенных в исследуемую среду 2, до значения частоты, равного

fz, Вольтметром 4 измеряют падение напряжения Uz. Определяют значение tz по зависимости U = g(t) для опорного раствора 2 при U = Uz и частоте f =- fz.

Искомую температуру „определяют по формуле

Пример вычисления и графического определения искомой температуры „контролируемого раствора.

1. Диапазон исследуемых температур

0 — 30 С. . Измеряют падение напряжения на электродах помещенных в контролируемую среду(морская вода), U<:= 90 мВ при частоте питающего тока f< == 100 Гц.

2. Измеряют падение напряжения на электродах при fz = 500 Гц, Uz = 62 мВ.

3. выбирают опорный раствор из условия 0 = ф) (tMQQ), где 1Mgp - минимальная температура диапазона измеряемых температур, которая должна быть больше или равна измеренному значению падения напряжения на электродах, расположенных в контролируемой среде, при работе на меньшей из двух частот, 0 =: ф (tMBKc), где

tMBKc — максимальная температура диапазона измеряемых температур, которая должна быть меньше или равна измеренному значению U в контролируемой среде на большей из двух частот.

В данном примере приведенному выше условию удовлетворяют тарировочные кри20

45 вые, снятые для морской воды соленостью

0,57ь на частотах 100 и 500 Гц (фиг, 2 б).

Действительно, U = ф(0) = 97 мВ >

> 01оогц= 90мВ, à U = ф(30)= 35мВ<

< 05оогц= 62 МВ.

4. По выбранным тарировочным кривым определяют температуру t<, соответствующую напряжению U< = 90 мВ, и температуру

tz = 9,5 С, соответствующую падению напряжения Uz = 62 мВ.

5. Искомуlo температуру tx вычисляют по формуле

6, При графическом определении искомой температуры на тарировочной кривой, снятой при t<, находят положение точки 5, соответствующее напряжению U> для контролируемой среды при ц; находят положение точки 6, соответствующее напряжению

Uz для контролируемой среды при tz (на кривой, снятой для fz), Через точки 5 и 6 проводят прямую до пересечения с осью абсцисс (точка 7). Температура, соответствующая точке 7, и есть искомая температура.

Для проверки восстанавливают перпендикуляр из точки 7 до пересечения с кривыми U = ф (t), снятыми для морской воды соленостью 0,257 при f1= 100 Гц и fz = 500

Гц, которая в данном примере была использована в качестве неизвестной контролируемой среды. Напряжения в точках пересечения 8 и 9 равны 62 и 90 мВ соответственно.

В данном способе время измерения определяется частотным диапазоном 10-10 з

Гц, определяемым областью релаксации, Из фиг. 1 а видно, что область нелинейной зависимости ограничена сверху частотами

2 — 3 10 Гц, что соответствует времени 0.5з

0„3 10 с, Нижняя граничная частота fH =

=10 Гц соответствует времени 0,1 с.

Формула изобретения

Способ определения температуры водных растворов солей, заключающийся в том, что измеряют падение напряжения на электродах, размещенных в растворе и подключенных к источнику тока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения температуры за счет исключения влиянияи изменений солености раствора, предварительно снимают зависимости падения напряжения на электродах, помещенных в раствор соли с фиксированной соленостью, от температуры по крайней мере при двух частотах питающего тока в диапазоне 10-10 Гц, измеряют падение

1696904

О\ 12 t1) U> — 02

К мд

Ю0,00

5000

Щ0 юг &

У, мВ

000

Z0 фиг Ч

10 напряжения Ui на частоте питающего тока

f> и падение напряжения Uz на частоте f2, по тарировочной зависимости 0 = Qi(t), снятой при f = f< определяют значение температуры t1, соответствующее U = U1, по 5 тарировочной зависимости U = ф (t), снятой при f = f2, определяют значение t2, соответствующее U = Uz, и определяют температуру раствора tx по формуле при этом для раствора соли с фиксированной соленостью выполняются следующие условия: значение U = ф (tMgq) больше или равно измеренному падению напряжения

U для контролируемой среды, соответствующему меньшей из частот f> и f2, и значение функции 0 = ф (смаке) меньше или равно измеренному падению напряжения

U<, соответствующему большей из частот

f1 и 1г, где тмин и тмакс — минимальная и максимальная температуры исследуемого диапазона.

1696904

gt dP

Составитель Ю.Андрианов

Техред M. Моргентал Корректор Н.Король

Редактор Т.Зубкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4298 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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