Способ измерения концентрации веществ

0 П И С А Н И Е ( 851243ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22)Заявлено 03.10.79 (21) 2822817/18-25 с присоединением заявки РЙ Веуааретеенв комнтет СССР аю алам нэебретеиий н етхрытийА.Г. Волченко, Е.С. Кричевский и В.М. Торбенко (72) Авторы изобретения Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революциии ордена Трудового Красного Знамени горный"инсщтут4(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВ ти Е 23. Изобретение отноСится к измерительной технике, в частности к электро 4 щзическим 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 плот 10 ности и активной проводимости пробы. Эти же характеристики относятся и к СВЧ-методу 111.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,о/ ных-датчиков, между, которыми помещают испытуемый материал, причем измерения производят при замкнутых и разомкнутых электродах датчиков, вкпеченных соответственно параллельноили последовательно. Эти емкостныедатчики включены в колебательный контур автогенератора, изменение частоты которого служит информационнымпараметром 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 10 Предлагаемый способ позволяет внести поправку на изменение частоты автогенераторов, вызванное активной проводимостью пробы, так как падение напряжения между электродами пропорционально активной проводимости пробы,15 20 25 30 35 40 45 50 Преобразователи частота-напряжение 55 3Указанная 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 иподключен к выходу генератора 8 тока низкой частоты и ко входу усилителя 9, Сумматор 3 и усилитель 9 подключены ко входу вычнтанщего усилителя 1 О с регистрирующим прибором 11 на выходе. выполнены таким образом, чтобы приуменьшении частоты напряжение на выходе увеличивалось. Это достигаетсяприменением указанной схемы с генератором опорной частоты и преобразованием в постоянное напряжение разностной частоты. Величина опорногонапряжения О на входе усилителя 9должна быть такой, чтобы при максимальном сопротивлении между электродами (для данного материала напряжение на выходе усилителя 9 равнялось нулю, Емкость конденсатора 7 должнабыть достаточной для работы автогенератора н в то же время ее сопротивлеае для тока низкой частоты должно бить великоГенератор 8 тока низкой частоты служит стабилизатором тока низкой частоты, протекаацего 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 поверхности которого находятся электроды датчика. При увеличе" нии влажности диэлектрическая постоянная материала увеличивается и частота автогенераторов уменьшается. Увеличение проводимости пробы также сопровождается уменьшением частоты автогенераторов 1. Напряжение на выходе преобразователей 2 частота-напря" жение 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 вычитаюцего усилителя 10 это напряжение вычитается из наю- ряжения, снимаемого с сумматора и зависящего от диэлектрической проводи" мости пробы. Таким образом, происходит уменьшение влияния погрешности, вызванной изменением проводимости пробы. Так как низкочастотное поде охватывает больший объем материала, то измеренная проводимость близка к истинной проводимости.Число емкостных датчиков может быть бодьше 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 этилцеллюдозе ддя определения конца промывки. Бысококонцентрированные растворы солей и щелочей находятся в микрокапиллярах и малая скорость диффузии не позволяет определить конец проьивки по электропроводности води. Измерение предварительно отжатой этилцеллюлозы емкостным датчиком в контуре автогенератора, частота генерациикоторого свыше 5 МГц, позволяет определить концентрацию солей в микрокапиллярах, а измерение проводимости на частоте 50-1000 Гц или постоянном токе- внести поправку йа проводимость воды, применяемой для промывки.5 851243 6формула изобретения ниже частоты автогенераторов, и измеряют низкочастотное напряжение мезСпособ измерения концентрации ве- ду электродами датчиков, по которому ществ путем измерения частоты авто- определяют концентрацию исследуемого генераторов, в частотнозадающую цепьвещества.которых включены по отдельности од- Иаточники информации, иосторонние емкостиые датчики, о т - принятые во внимание при экспертизе л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью , 1. Берлинер М.А. Измерение влааповышения точности измерения, через ности. М "Энергия", 973, 163-87, электроды крайних датчиков цропус- О 2. Автооское свидетепьство СССР кают ток, частота которого в 510 раэ У 297916, кл. 6 О 1 М 27/22, 1968. Л.Волковуиова Корр Составитеп Техред,С,Ми тор Е,Р М. Митров Подписноеета СССР Тираа 90Государственного кам изобретенийи отва, Ж, Рауаская аказ 63 2 1 по113035, М тий , д. 4/5 тент , г. Ужгород, ул. Проектная