Измеритель электропроводности жидкости

ОПИСАН И Е (н 1731367 Саюв Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 30.04,80. Бюллетень(45) Дата опубликования описания 30.04 СССР по делам изобретений и открытий(5 543.257 (088.8) 72) Авторы изобрете нко, Е, Н, Рубцова и Н, А, Руб А пко,Е,ф 1) Заявител орской гидрофизический институт АН Украинской СС(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЖИДКОС о ли где Р - сопротивление; Т - абсолютная температура; С - концентрация ионов (экв навливающаяся вблизи сти электрода при протека т - функция, зависящая от к ции С, обратно пропорцл), уста.оверхнонии тока; нцентра- ональная 30 Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения электропроводностн жидкости, например, морской воды.Известно устройство, предназначенное для измерения электропроводности морской воды, в котором используется четырехэлектродная ячейка 111.Наиболее близким к изобретению техническим решением является датчик электропроводности, содержащий измерительные электроды, впаянные в стенки стакана, измерительный прибор 1(2.Недостатком устройства является присущее двухэлектродным ячейкам явление поляризации и увеличение двойного диффузионного слоя с возрастанием концентрации среды, что ведет к понижению точности измерений.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство вводят электромагнит с обмоткой и усилитель мощности, при этом они составляют цепь обратной связи, так что при изменении концентрации среды прямо пропорционально изменяется мощность электромагнита.На чертеже изображено устройство для измерения электропроводности. Устройство имеет электромагнит 1, усилитель мощности 2, электроды 3.Устройстьо работает следующим обра 5 Измерительные электроды выполняютсянз двух пластин, расположенных параллельно друг другу и закрепляются на изоляторах между полюсами магнита.Количественно величина концентрацион- О ной поляризации определяется изменениемпотенциала электрода ЬтГ, связанного с изменением концентрации потенциалоопределяющих ионов у поверхности электрода (Л=О) по известному уравнению концент рационной поляризации постоянным токомдля неконцентрнрованных растворов:ЯТ С Л 71 (1, С - С 0 лР С пР , Сокорню квадратичному из концентрации.о,я 9 лв уС - 1Р:=0)2929 В С 5где В - константа;С, - исходная концентрация ионов врастворе в отсутствии поляризующего напряжения;п - валентность электролита.Распределение потенциалов в плотной и диффузионной части двойного слоя неодинаково. Ионы, находящиеся в растворе, концентрируются в микронном слое вблизи 15 электродов ячейки, образуя плотный двойной слой. При этом концентрация ионов вблизи электродов значительно больше концентрации диффузионного слоя.При расположении полюсов магнита 20 вблизи электродов происходит перераспределение концентрации ионов, При этом плотность магнитно-силовых линий наибольшая вблизи полюсов там, где как раз и находится двойной диффузионный слой, 25 с наибольшей концентрацией ионов. Таким образом, приложение полюсов магнита каждого в отдельности к положительному или отрицательному электроду соответственно, приводит к рассасыванно двойного диф фузионного слоя.Кроме того, ионы в растворе ориентируются относительно магнитно-силовых линий, что приводит к ускорению процесса измерения. 35При увеличении концентрации исследуемой жидкости согласно формуле (1) величина концентрационной поляризации возрастает, при уменьшении концентрации - уменьшается. 40Для устранения этого недостатка вводится обратная связь, состоящая из электромагнита, двухэлектродной ячейки и усилителя мощности, При этом величина концентрационной поляризации остается в 45 заданных пределах, так как с увеличением концентрационной поляризации увеличивается мощность электромагнита.При совместном действии на движущийся заряд электрического и магнитного по лей результирующая сила - сила Лоренца - определяется как Р = УЕ + У 1 У В. (3)Сила Лоренца (3) наибольшая вблизи полюсов электродов в связи с тем, что вблизи электродов наиболее плотная концентрация движущихся зарядов (ионов), Таким образом, рассеивание ионов максимально вблизи полюсов.Для создания угла между магнитными и электрическими силовыми линиями полюса электромагнита выполнены в виде вогнутых полусфер, внутри которых на изоляторах крепятся пластины электродов. Экспериментально установлено, что наибольший эффект рассеивания ионов двойного слоя достигается тогда, когда отношение диаметров электродов к диаметру полюсов равно /,Таким образом, применение обратной связи позволяет значительно повысить точность измерений путем уменьшения поляризационных явлений. При этом изменение концентрации среды не влияет на показания предлагаемого устройства. Кроме того, отпадает необходимость применения драгоценных металлов для изготовления электродов, что ведет к понижению себестоимости предлагаемог 6 устройства и при массовом производстве может привести к значительному экономическому эффекту. Формула изобретения1. Измеритель электропроводности жидкости, содержащий двухэлектродную ячечку с электродами, измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения. точности измерения, в устройство введены электромапнп с обмоткой и усилитель мощности, причем электроды включены на вход усилителя мощности, а выход усилителя соединен с обмоткой электромагнита.2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что полюса электромагнита выполнены в виде полусфер.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Лопатин Б. А. Кондуктометрия, изд-во АН СССР, Новосибирск, 1964, с. 74,2. Лопатин Б. А. Кондуктометрия, изд-во АН СССР, Новосибирск, 1964, с, 125.сточина ректо Редактор оляда оставитель М, Кривенкохред А. Камышниковааказ 538/б Изд. ЛЪ 2 О Тираж 1033НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изоб 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5шография, пр. Сапунова, 2 Подписноепй и открытий