Датчик для измерения величины рн при высоких давлениях

Датчик для измерения величины рн при высоких давлениях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ц 494676

О Il H C A=H N E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.05.72 (21) 1783346/26-25 с,присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.12.75. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 23.02.7б (51) М. Кл. С 01п 27/56

Государственный комитет

Совета. Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 543.257(088.8) (72) Авторы изобретения А. М. Виницкий, А. А. Сахаров, И. М. Цыганков и И. А. Островерх (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране вод (54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ рН

ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ

Изобретение предназначено для измерения величины рН при высоких давлениях, например, в реках, озерах и водохранилищах, а также в сточных водах на глубине до 20 м с целью определения качества воды. Кроме того, изобретение может найти применение в химической и других отраслях народного хозяйства, где требуется измерение величины рН.

Для измерения рН под давлением обычно применяют проточные датчики, представляющие собой проточный сосуд, разделенный подвижным элементом — сильфоном. По одну сторону (сверху) подвижного элемента находится жидкий диэлектрик; по другую сторону — контролируемая среда, На подвижном элементе крепится электродная система — одностержневой комбинированный электрод. Крепление осуществляется таким образом, чтобы индикаторная часть электрода находилась в контролируемой среде. Давление внутри полостей электродов через разделительные подвижные кольца передается жидкому диэлектрику. Эти кольца выравнивают давление внутри и снаружи. Благодаря этому электродная система работает без нагрузки и не зависит от величины давления внешней среды.

Известный датчик предназначен для измерения рН ппоточной жидкости при давлениях

40 ати и более. При измерениях рН на глубине до 20 м датчик дает большую погрешность. Кроме того, этот датчик имеет большие габариты и вес. Для работы в полевых условиях необходим датчик в погружном исполнении, небольших габаритов (веса) и относительно высокой точности.

Целью изобретения является создание датчика, позволяющего надежно и точно изме1р рять величину рН при высоких давлениях.

Эта цель достигается благодаря тому, что в верхней части корпуса комбинированного электрода выполнен патрубок, один конец которого отогнут вниз. На этом конце закреплен сильфон, соединенный с полостью электрода сравнения и заполненный жидким электролитом (КС1).

Кроме того, имеется поплавок на корпусе комбинированного электрода с карманами для сильфонов, ограниченный кольцевыми упорами. Комбинированный электрод с сильфонами и поплавком помещается в защитный корпус, имеющий отверстия для прохода измеряемой ой жидкости.

Такое конструктивное исполнение датчика обеспечивает наиболее точное измерение величины рН на заданной глубине водоема.

Основное назначение датчика — измерение величины рН «in situ» в реках, озерах и во30 дохранилищах на глубине до 20 м. Примене494676

45 ние предлагаемого датчика существенно уменьшит время анализа по сравнению с временем измерения рН известными датчиками.

На чертеже показан предлагаемый датчик в общем виде с частичным продольным разрезом и сечение по А — А.

Комбинированный стеклянный электрод 1 имеет электрод сравнения 2, на корпусе которого выполнены два патрубка 3. Каждый патрубок имеет два конца, отогнутых вверх и вниз. Отогнутый вверх конец 4 закрыт пробкой 5. Через этот конец внутрь комбинированного электрода 1 заливается раствор хлористого калия. К отогнутому в сторону погружения концу патрубка крепится с уплотнением сильфон 6, внутренняя полость которого тоже заполняется раствором хлористого калия и через внутреннюю полость патрубка 3 сообщается с внутренней полостью корпуса комбинированного электрода.

На корпусе электрода установлены два кольца 7, которые являются упорами, ограничивающими перемещение поплавка 8 вдоль оси электрода. Поплавок имеет в верхней части карманы 9, выполненные в виде цилиндрических углублений, в которые входят сильфоны 6.

С измерительным прибором датчик соединяется кабелем 10 при помощи герметического уплотнительного узла 11, который препятствует проникновению воды во внутреннюю полость электрода.

Защита от механических повреждений электрода 1, сильфонов 6 и поплавка 8 осуществляется кожухом 12 в виде цилиндрического стакана с отверстиями для свободного доступа измеряемой среды к электроду, Нижняя часть комбинированного электрода снабжена мембраной в виде шарика 13 из эл ектр одного стекл а.

Датчик работает следующим образом.

Через отверстия в патрубке 3 датчик заполняется раствором хлористого калия, после чего отверстия закрываются пробками.

Для проведения измерений датчик подсоединяется кабелем 10 к измерительному прибо5

30 ру, а затем полностью погружается в измеряемую среду (воду).

При погружении датчика в воду между шариком 13 и электродом сравнения 2 возникает разность потенциалов (как в обычном комбинированном рН-метрическом электроде), пропорциональная активности водородных ионов в воде, По мере погружения датчика на глубину поплавок 8, стремясь всплыть, оказывает давление на сильфоны 6, соединенные патрубками 3 с внутренней полостью электрода сравнения 2, дополнительно сжимая их.

Вследствие этого давление раствора хлористого калия внутри вспомогательного электрода складывается из давления внешней среды, действующего непосредственно на сильфоны 6, и давления, возникающего за счет сжатия сильфонов поплавком. Полученное суммарное давление внутри вспомогательного электрода 2, независимо от глубины погружения датчика, всегда превышает давление окружающей среды, чем обеспечивается нормальная подача электролита хлористого калия через электролитический ключ.

Движение поплавка ограничивается кольцами 7, верхнее из которых препятствует излишнему сжатию сильфонов, а нижнее предотвращает выпадение поплавка из корпуса электрода.

Предмет изобретения

Датчик для измерения величины рН при высоких давлениях, содержащий электрод сравнения, заполненный электролитом, например раствором хлористого калия, узел выравнивания давления и создания избыточного давления (например сильфон), о т л и ч а ющий ся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения конструкции, узел выравнивания и создания избыточного давления содержит выполненный в верхней части электрода сравнения патрубок, один конец которого загнут вниз и присоединен к сильфону., причем датчик снабжен поплавком, в карман которого помещен сильфон.

494676

А-Я

Составитель Т. Левадная

Текред М. Семенов

Корректор Е. Рожкова

Редактор T. Орловская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 187/18 Изд. № 142 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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