Устройство для измерения электропроводностии

Устройство для измерения электропроводностии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсниа

Социалистичеснил

Республин

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21е, 29/01

Заявлено 09.Х1 1965 (№ 1036030 26-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 29Х11.1967. Бюллетень № 16

М К С 01г

ДК 621 317.73(088 8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете блинистров

СССР

Дата опубликования описания 29.IX.1967..4Я

1 1

Авторы изобретения

Заявитель

А. M. Сирота и Ю. В. Швыряев (1" в

Всесоюзный теплотехнический научно-исследовате ьский институт им. Ф. Э. Дзержинского

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ

И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ И ДАВЛЕНИЯХ

Оно содержит измеритель 1 и электролитическую ячейку. Цилиндрический корпус 2 ячейки является одним из электродов, другой электрод 8 расположен вдоль оси ячейки

5 и может перемещаться в вертикальном направлении. Электрод 8 изолирован от корпуса изолятором 4. На корпусе 2 смонтирован термостат 5, а изолятор снабжен теплоотводящим элементом б.

10 Часть ячейки с изолятором термостатируется при температуре Т,, близкой к комнатной, что позволяет применить в качестве изолятора материалы, нерастворяющиеся при этой температуре в электролитах. Другая часть

15 ячейки помещена в термостат с температурой опыта Тв Таким образом, по длине ячейки имеется зона, в которой температура меняется от Т, до Те (зона градиента температур).

Чтобы определить электропроводность элек20 тролита при температуре опыта, необходимо исключить электропроводность раствора в зонах градиента температур и комнатной температуры.

При положении электрода 8, показанном на

25 фиг. 1, полное сопротивление ячейки будет равно R,, а при положении электрода, показанном на фиг. 2, — Rб . Следовательно, 1 1 . 1 1 1 1 а а, а, б б, б.

30 где R., Известны устройства для измерения электропроводности и диэлектрической прон;щаемости электролитов при высоких температурах и давлениях с измерителем тока, соединенным с помещенной в термостат электролитической ячейкой. Одним из электродов ячейки является корпус, а другой, центральный, размещен по оси ячейки и отделен от корпуса изолятором. Однако известные устройства имеют низкий верхний температурный предел измерений, поскольку все изоляционные материалы растворяются в электролитах при высоких температурах и давлениях. Поэтому изоляция электродов при измерении электропроводности слабых водных растворов представляет большие трудности, а измерение электропроводности чистой воды вообще невозможно.

Предлагаемое устройство отличается тем, что изолятор снабжен теплоотводящим элементом, например змеевиком с охлаждающей жидкостью, а центральный электрод может перемещаться вдоль оси ячейки, например, с помощью ходового винта, причем перемещение центрального электрода обусловливает изменение его площади в объеме электролита при температуре опыта. Это позволяет повысить верхний температурный предел измерений.

На фиг. 1 и 2 изображена схема предлагаемого устройства при разных положениях центрального электрода. и Рб, — сопротивления электролита при температуре опыта, à >7, и Rt;. — сопротивления электро. ита в зоне градиента температур и при комнатной температуре.

Вычитая эти равенства, получим

1 1 1. 1 а Rá > а, б а, б, Если при двух положениях электрода геометрические размеры и температурные поля в зоне градиента температур одинаковы, сопро10 тивления Я,, и Рб, будут равными. Следова1 1 1 1 1 тельно, = — — — — = — — — — —, т. е. сопро> а R5 а 1>б, тивление и удельная электропроводность свя- 15 заны между собой соотношением где а — геометрическая постоянная ячейки. 20

/ 1 1

Отсюда .л = a.

, з бl

Таким образом, измеряя сопротивление при двух положениях центрального электрода и зная постоянную а, можно определить элект- 2 ропроводность электролита при температуре опыта. Это же дает возможность измерять диэлектрическую проницаемость электролитов. Действительно, полные емкости С, и Сб ячейки для двух положений электрода будут 30 соответственно равны:

Са:Са, (Са,+Сц и

Сб = Сб, - - Сб. + С„ где ф— емкость монта>ка, à С,, Сб,, С,, 35 и Сб, имеют тот же смысл, что и соответст. вующие сопротивления. Отсюда

С:Са Сб:С, — Сб, Зависимость диэлектрической постоянной 40 от емкости ячейки выражается формулои в = С, . Зная постоянную ячейки и измеряя емкости ячейки при двух положениях центрального электрода можно определить диэлектрическую постоянную по формуле в=- 45

=а(С, — Ct;).

Из сказанного ясно, что вместо одной ячейки с передвигающимся центральным электродом возможно применение двух идентичных ячеек с неподви>кными центральными электродами, имеющими различную площадь в зоне с температурой опыта и находящимися в одинаковых температурных и токовых режимах.

Работа с предлагаемым устройством производится в следующем порядке.

Внутренняя полость ячейки заполняется ttcследуемым электролитом, в ней создают необходимый температурный режим и затем производят измерения сопротивлений и е»t oc ett при двух фиксированных положениях центрального электрода.

Если работают с двумя центральными я tettками с неподвижными электродами, то внутренние полости обеих ячеек заполняют исследуемым электролитом, создают одинаковый температурный режим и производят измерения сопротивлений и емкостей ячеек.

Затем в том и другом случае по приведенным выше формулам определяют электропроводность и диэлектрическую проницаемость.

Предмет изобретения

Устройство для измерения электропроводности и диэлектрической проницаемости электролитов при высоких температурах и давлениях, содержащее измеритель тока, соединенный с помещенной в термостат электролитической ячейкой, одним из электродов которой является корпус, а другой, центральный, размещен по оси ячейки и отделен изолятором от корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения верхнего температурного предела измерений, изолятор снабжен теплоотводящим элемpптом, например, змеевиком с о. ";лаждающей жидкостью, а центральный электрод выполнен перемещаемым вдоль осп ячейки. например, с помощью ходового винта, причем перемещение центрального электрода обусловливает изменение его площади в объеме электролита прп температуре опыта.

Фиг 1

Фиг z

Состав«тель Ю. В. Шевколович

Корректо,) =û: О. Б. !втрв:-и;

В. В. Краев 3

Техреду Т. П. Курии ко

Редактор H. О. Г ро...ов

Тииографил, ир. Ca: о,:в. и 2 ааааа 29001! а Тирав; 30 3 Поти свисс

Ц!!!!!" П!! Комитета ио делам изобретении! и ог.:.рытий ири Совете Министров Си.Р

1 )осива, !!е: тр, ир. Сeèu:!.>2,;:.. 4