Способ измерения концентрации веществ

Способ измерения концентрации веществ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (>85)243

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M. Кл.. 01 N 27/22 (22)Заявлено 03.10.79 (21) 2822817/18-25 с присоединением заявки J% тееуаарстееены11 комнтет

СССР ию далем нэебретеиий н етхрыти11 (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.81. Бюллетень М 28

Дата опубликования описания 30 ° 07.81 (53) УД К 551 . 508.. 7 (088. 8),f»

А.Г. Волченко, Е.С. Кричевский и В.И. Торбенко - (72) Авторы изобретения

Ь

Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный-инстйтут

/ (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВ ти E23 °

Изобретение отноСится к измерительной технике, в частности к электрофжзическим способам измерения концентраций, и может найти применение в химической и горнохимической промышленности.

Известны диэлькометрический и кондуктометрический методы измерения концентраций, точность которых сильно зависит от постоянства состава плот10 ности и активной проводимости пробы.

Эти же характеристики относятся и к

СВЧ-методу 11).

Однако введение коррекции по плотности, например, с помощью рентгеновского или Я -излучения значительно усложняет способ.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения влажности посредством двух односторонних емкост в ! ных-датчиков, между .которыми помещают испытуемый материал, причем измерения производят при замкнутых и разомкнутых электродах датчиков, вкпюченных соответственно параллельно или последовательно. Эти емкостные датчики включены в колебательный контур автогенератора, изменение частоты которого служит информационным параметром для определения влажносНедостатком известного способа является низкая точность измерения изза погрешности, вызванной изменением проводимости пробы, Кроме того, при измерении влажности материалов с высокой электропроводностью, таких как угольная шихта или рудный концентрат, объем высокочастотного поля, а следовательно, и размеры датчика ограничены мощностью и условиями возбуждения автогенератора. Измеряемый объем не позволяет судить о влажности всей пробы, что также снижает точность .измерения.

Цель изобретения — повьппение точ- ности измерения.

51243 4

Предлагаемый способ позволяет внести поправку на изменение частоты автогенераторов, вызванное активной проводимостью пробы, так как падение напряжения между электродами пропорционально активной проводимости пробы, 15

3

Указанная цель достигается тем, что в способе измерения концентрации веществ путем-измерения частоты автогенераторов, в частотнозадающую цепь которых включены по отдельности односторонние емкостные датчики, через электроды крайних датчиков пропускают ток, частота которого в 5-10 раз ниже частоты автогенератора, и измеряют низкочастотное напряжение между электродами датчиков, посредством которого производят коррекцию величины концентрации исследуемого вещества. и тем самым повысить точность измерения .

На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит два автогенератора 1, соединенных через преобразователь 2 частота-напряжение с сумматором 3. Электроды 4 датчика включены в.контур автогенератора, электрод 5 заземлен, электрод 6 через конденсатор 7 соединен с общей шиной и подключен к выходу генератора 8 тока низкой частоты и ко входу усилителя

9. Сумматор 3 и усилитель 9 подключены ко входу вычнтанщего усилителя 10 с регистрирующим прибором ll на выходе .

Преобразователи частота-напряжение выполнены таким образом, чтобы при уменьшении частоты напряжение на выходе увеличивалось. Это достигается применением указанной схемы с генератором опорной частоты и преобразованием в постоянное напряжение разностной частоты. Величина опорного напряжения U „на входе усилителя 9 должна быть такой, чтобы при максимальном сопротивлении между электродами (для данного материала) напряжение на выходе усилителя 9 равнялось нулю. Емкость конденсатора 7 должна быть достаточной для работы автогенератора н в то же время ее сопротивлеже для тока низкой частоты должно бить велико..Генератор 8 тока низкой частоты служит стабилизатором тока низкой частоты, протекакщего

3S

50 между электродами 5 и 6 датчика и выполнен по известной схеме.

Способ можно уяснить, рассмотрев работу устройства для измерения концентрации жидкости, например воды.

Частота автогенераторов 1 зависит от диэлектрической постоянной материала, на йоверхности которого находятся электроды датчика. При увеличении влажности диэлектрическая постоянная материала увеличивается и частота автогенераторов уменьшается..

Увеличение проводимости пробы также сопровождается уменьшением частоты автогенераторов 1. Напряжение на выходе преобразователей 2 частота-напряжение и сумматора 3 при этом увеличивается. При увеличении проводимости пробы падение напряжения между электродами 5 и 6 уменьшается, а напряжение на выходе усилителя 9 увеличивается. С помощью вычитакщего усилителя

10 это напряжение вычитается из напряжения, снимаемого с сумматора и зависящего от диэлектрической проводимости пробы. Таким образом, происходит уменьшение влияния погрешности, вызванной изменением проводимости пробы. Так как низкочастотное поле охватывает больший объем материала, то измеренная проводимость близка к истинной проводимости.

Число емкостных датчиков может быть больше двух. В этом случаеони располагаются линейно и генератор тока низкой частоты подключается к крайним электродам датчика, а низкочастотное напряжение измеряется между электродами, расположенными между электродами центрального и одного и крайних датчиков.

Предлагаемым способом измеряется концентрация солей в этилцеллюпозе для определения конца промывки.

Бысококонцентрированные растворы солей и щелочей находятся в микрокапиллярах и малая скорость диффузии не позволяет определить конец промывки по электропроводности води. Измерение предварительно отжатой этилцеллюлозы емкостным датчиком в контуре автогенератора, частота генерации которого свыше 5 МГц, позволяет определить концентрацию солей в микрокапкплярах, а измерение проводимости на частоте 50-1000 Гц или постоянном токевнести поправку йа проводимость воды, применяемой для промывки.

5 851243 6

Формула изобретения ниже частоты автогенераторов, и измеряют низкочастотное напряжение межСпособ измерения концентрации ве- ду электродами датчиков, по которому ществ путем измерения частоты авто- определяют концентрацию исследуемого генераторов, в частотнозадающую цепь вещества. которых включены по отдельности од- Иаточники информации, иосторонние емкостиые датчики, о T - принятые во. внимание при экспертизе л и ч а ю шийся тем, что, с целью, 1. Берлинер М.А. Измерение влажповышения точности измерения, через ности. М., "Энергия", !973, 163-187. электроды крайних датчиков цропус- 1о 2. Автооское свидетепьство СССР кают ток, частота которого в 5-10 раэ У 297916у кл. 6 01 N 27/22, 1968.

Составитепь .Л.Волков 1

Редактор М. Иитровка Техред,С.Мигунова Корректор Е. Рошко

Заказ 63 2 1 Тирам 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал. ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4