Измеритель концентрации примеси в жидких или газообразных средах

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХЧЕСПУБЛИН 01 Я 27 4 ни 8 ЗОБР ТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБЧЕТЕНИй И ОТНЧЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ С(56 ) 1. Авторское свидетельство СССР Р 500499, кл. С 01 Я 27/46, 1976.2. Блохин В,А., Засорин Й.П., Устинов А.К. и др. Контроль окислн тельного потенциала: воды и водяного пара с помощью. твердых электролитов препринт. УДК 53.082.75, Р ФЭИ, Обнинск, 1980 (прототип). (54)(57 ) изме итель конпеитРАции ПРИМЕСИ В ЖИДКИХ ИЛИ ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕДАХ содержащий регистратор ЭДС, соеднйенный с датчиком, выполненным в виде твердоэлектролитной гальванической ячейки, снабженной потенциальным выводом и установленной в металлическом корпусе, который одновременно служит токовыводом, причем потенциальный вывод ячейки усЯО 1023234 тановлен аксиально корпусу н отделен от него изоляцией, о т л и ч а ю-. щ и й с я тем, что, с целью снижения токов утечки через изоляцию и повышения точности измерений, в изоляции между корпусом и потенциальным выводом установлен охранный электрод в виде полого тела замкнутого сечения, а регистратор снабжен устройством для подачи на охранный электрод по" тенцнала, равного измеряемой ЭДС.Изобреение относится к технике . контроля примесей в жйдких или газообразных средах и может найти.широкое применение в народном хозяйстве, в частности в металлургической промышленности, например, для контроляпроцесса рафинирования цветных ме . .таллов, в кабельной проьыаленности,например, для контроля содержания .примеси кислорода .в расплаве свинца, используемого в качестве оболочки кабеля.ф102 32 34 Измеритель работает следующим образом.Твердоэлектролитная ячейка 1 пре образует разность концентраций конт ролируемой примеси в анализируемой среде и эталонном электроде 4 в ЭДС, которая подается на вход устройст,. ва б для подачи потенциала, равного ЭДС, на охранный-электрод 7 и измеряется регистратором 8. С выхода устройства 6 подается потенциал, равный измеряемой ЭДС, при коэффици енте передачи устройства 6, равном единице, т. еЕ ф К Е 5 к(1) где К - коэффициент передачи повторителя;Е- измеряемая ЭДС;Е - потенциал на охранном элек 1троде 7.Напряжение на электроиаоляции 3 между потенциальным выводом 5.и охраннМм электродом 7 определяется разностью ьЕ:Е-Е,где ЬЕ - напряжение иа электроизоляции.После подстановки (1) в( 2) получим, что Ь Е 1:"5 1. К), (3) Выразим электросопротивление изоляции 3 через ток утечки и напряжение на ней Е( к1( Аналогично ддя измерителя без охранного электрода можем записать(5) Здесь В 3 и 1 З - электросопротивление изоляции 3 между потенциальным выводом 5 и охранным электродом 7 и ток утечки по нвй; к и 1 - электро- сопротивление межэлектродной изоляции и ток утечки по ней 3 щя твердозлектролитной гальвайической ячейки без охранного электрода.Учитывая, что применяемые электроиволяциониые материалы одинаковы, можно считать их электросопротивлеиие Равнымк ИсхОДЯ иэ этОгО(полУчим 1. Ц 1., (6) е. ток утечки по изоляции 3 между потенциальным выводом 5 и охранным электродом 7 в пределе стремится к нулю при приближении к единице козфИзвестен измеритель, содержащийгальваническую ячейку и вторичныеприборы регистрации 11) .Недостатком данного измерителяявляется то, что в процессе эксплуатации наблюдается снижение электросопротивления изоляции, что приводитк увеличению токов утечки и снижениюточнс)сти измерения ЭДС.Наиболее близким техническимрешением к изобретению является измеритель концентрации примеси в жидких или газообразных средах, содвржащий регистратор ЭДС, соединенныйс датчиком, выполненным в видетвердоэлектролитной гальваническойячейки, снабженной потенциальнымвыводом и установленной в металлическом корпусе, который одоовремвнно,служит токовыводом, причем потвнциалъныи вывод ячейки установлен ак-,сиально корпусу и отделен от негоизоляцией (2) .Цель изобретения - снижение токовутечки через изоляцию и повышениеточности измерений,Поставленная цель достигается тем,5что в измерителе концентрации примесив жидких или газообразных средах, содержащем регистратор ЭДС, соединенныйс датчиком, выполненным в виде твердоэлектролитной гальванической ячейки, Юснабженной потенциальным выводом иустановленной в металлическом корпусе,который одновременно служит токовыводом, причем потенциальный вывод .ячейки установлен аксиально. корпусу и от делен от него изоляцией, в котороймежду корпусом и потенциальным выводом установлен охранный электрод ввиде полого тела замкнутого сечения,а регистратор снабжен устройством 40для подачи на охранный электрод потенциала, равного измеряемой ЭДС.На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого измерителя концентрации примеси в жидких игазообразных средах.Измеритель содержит датчик в видетвердоэлектролитной гальванической.ячейки 1, которая установлена в металлическом корпусе 2, одновременнослужащем токовыводом и соединеннымс внешним электродом, в качестве которого служит анализируемая среда.между металлическим корпусом 2 итвердоэлектролитной гальваническойячейкой 1 находится изоляция 3. 55Твердоэлектролитная гальваничвскаяячейка 1 содержит .эталонный электрод 4, который соединен потенциаль-.ным выводом,5 с устройством 6 дляподачи потенциала, равного ЭДС, на Я)охранный элен)трод 7, в виде пологотела .замкнутого сечения, установленного в иволяции 3. Датчик в видетвердоэлектролитной ячейки 1 соединенс регистратором ЭДС 8.10232 34 ВНИ ИПИ Заказ 4202/29 Тираж 873 Водивсяое Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная,4 фициента передачи устройства. Призначении коэффициента передачи 0,99токи утечки по электроизоляции 3снижаются на два порядка по сравнениюс токами утечки в гальваническойячейке без охранного электрода. Зтопозволяет получить высокую точность(около 1 В) измерения ЗДС прн 8 : ргде Яз - электросопротивлениеэтвердоэлектролитной гальваническойячейки 1, Отсюда вывод: существукщие 10материалы твердоэлектролнтной гальванической ячейки 1 и изоляции 3 пригодны дпя создания измерителей, работаю-".щих в температурном диапазонеот160 С и выше, и обеспечивающих ресурс 15 20-30 тыс. ч. Причем увеличение ресурса может быть достигнуто как за счет превышения электросопротивления изоляции 3 над электросопротивлеиием твердоэлектролитной гальванической ячейки 1, так и за счет максимального приближения к единице коэффициента передачи устройства.Таким образом, увеличение ресурса работы измерителя позволяет снизить затраты на изготовление запасных гальванических ячеек и на работы, связанные с их заменой, которые применительно к реакторным условиям энаг чительно дороже и требуют разработкиспециальной оснастки;8