Кондуктометр

(71) Ордена Трудового Красногоменн институт металлургии и обощения АН Казахской ССР(56) 1. Авторское свидетельствоВ 596871, кл. 6 01 М 27/02 1972, Материалы Всесоюзного совффиэико-химические основы бесстной технологии переработки полеископаевихф. Тезисы докладов АлмафНаукаф, 1981, с. 36 (прототип);(54) (57) КОНДУКТОИЕТР, содержащий ячейку с исследуемыми растворам, чувствительный элемент в виде нити, электроды с измерительной схемой, выход которой соединен с входом счетно-решающего блока, о т л и -. ч а в щ и й с я тем, что., с целью повиаения точности измерения он снабжен блоком регулировки натяжения нити, электродвигателем, синиронизатором, Синхронным детектором н балансным смесителем, при этом блок регулировки .натяжения нити соединен через электродвигатель с синхронизатором, выход измерительной схемы соединен через синхронизатор с синхронным детектором и балансным смеси-телем, выходы которых соединены со счетно-решакцим блоком.где 5 и Р - сечение и длина нитипри дополнительном натяжении. так каКпрн натяжении изменяется не толькосечение, но и длина нити, то, используя закон сохранения объема,получим ь еф - Сз) 5 ф Е,05 ф 68Изобретение относится к электро- химическому анализу растворов и суспензий и рекомендуется для использо-вания при непрерывном определении концентрации веществ в техалогических растворах глиноземного производства и в других агрессивных средах.Известно устройство для кондуктометрического анализа, .содержащее двухтранспортный датчик с входной обмоткой и обмоткой сравнения, ком мутатор, подключенный к входной обмотке и обмотке сравнения датчика, фильтр, выпрямитель, интегратори полевой транзистор Г 1 .Недостатком указанного устройст ва является .большая погрешность, вызванная изменением константы кон-дуктометрической ячейки в процессе эксплуатации за счет химического взаимодействия исследуемого раствора 2 О с контактируемой поверхностью.Наиболее близким к.предлагаемому является кондуктометр, который содержит ячейку с исследуемым раствором, чувствительный элемент в виде нити, электроды, с измерительной схемой, выход которой соединен с входом счетно-решающего блока. Расчет электропроводимости раствора в данном устройстве осуществляется в счетно-решающем узле по Формуле1 1.Жа 5где д. - .электропроводность раст- вора, а - измеряемая мостом величи- .35 . на сопротивления на участке нити ,цлиной .;: 5 - заданное сечение нити на участке длиной . 2 3.Однако точность измерений известным устройством невысока и состав р ляет +10%, что вызвано неоднородностью сечения нити по длине.Цель изобретения - повьзаение точности кондуктометрического анализа путем исключения влияния неоднород.ности нити на результат измерения.указанная цель достигается тем, что в кондуктометр, содержащий ячей ку с исследуевем раствором, чувстви тельный элемент в виде нити, электроды с измерительной схемой, выход которого соединен с входом счетно- решающего блока, введены блок регу лировки натяжения нити, электродвигатель, синхронизатор, синхронный детектор и балансный смеситель, при чем блок регулировки натяжения нити соединен через электродвигатель с синхронизатором, выход измерительной схемы соедийен через синхронизатор с синхронным детектором и Щ баланбниа смесителем, выходы которых соединены со счетно-решающим блоком.На чертеже прйведена схема предлагаемого кондуктометра. Блок регулировки натяжения нити периодически натягивает нить и отпускает ееПри этом с измерительных электродов на измерительный мост поступает сигнал, соответствующий сопротивлению пропитанной раствором нити при дополнительном натяжении и без него. Периодичност дополнительного натяжения зависит от длины измеряемого участка нити, от скорости протяжки и требуемой точности измерений.Величина сопротивления участка нити без дополнительного натяжения между электродами равна где р - удельное сопротивление раст- ворами-длина нити, 5 - сечение нити. При натяжении сопротивление ее соответственно будет Изменение длины нити можно найтипо закону Гука е-е г ГУ, 5- или- -1= Е( 4.5 где Е - модуль, упругости; Г - силанатяжения.С использованием равенства (3)уравнение (4) можно записатьПроизведение Е Г в этом случаевеличина постоянная, т.е. изменениесечения нити при натяжении-5 К,где К=ЕГфсотззФ., (б)Из уравнений (1 ) и (2) видно, чтосопротивление а зависит только отизменения сечения, так как длинанити. 6Р (расстояние между электродами )и удельное сопротивлениеодинаковы. Поэтому а - ч .10 Синхронизатор служит для замыка" ния электрической цепи в момент максимального натяжения нити, обеспечиваемого блоком дополнительного натяжения, минимального натяжения нити, обеспечиваемого только одним протягивающим механизмом, и передачи,соответствующего сигнала с измерительного моста на синхронный детектор и балансный смесктель.Синхронный детектор выделяет сигнал, соответствукщий величине к при минимальном натяжении нити, а балансный смеситель - величину ЬР, т.е. сигнал, соответствующий разнице сопротивлений при максимальном и минимальном натяжении нити. С помощью счетно-решакщего узла, на кото.рый подаются сигналы с синхронного 30 детектора Р и с балансного,смесителяа Р , вычисляется значение удельного сопротивления .раствора по Фор- муле (8 ), в которую не входит переменная неличина(сечение нити ), в результате чего точность измерений повышается.Кондуктометр содержит ячейку с чувствительным элементом 1 в нидепористой хлопчатобумажной нити, про тягиваемой через раствор с помощью протягиваквего механизма 2, блок 3 регулировки натяжения нити, меха нически связанный с нитью через пРужину и приводимыи во вращение 45 двигателем 4, на валу которого расположен синхронизатор 5 с кнопкойи реле Р 1.На выходе нити из раствора установлены измерительные электроды 6 на участке определенной длины В ,элект- рически связанные с.измерительным . мостом 7, выход которого через контакт реле Р синхронизатора 5 соединен с си 3 хронньаа детектором 8 55и балансным смесителем 9. Выходысинхронного детектора 8 и балансногосмесителя 9 подключены к счетно-ре.шающему узлу 10, состоящему из суммирукщего блока 11, блока 12 умно жения, блока 13 деления и блока14 памяти, причем выходы детектора8 и смесителя 9 с входом суммирую-. щего блока 11, выход которого соединен с входом блока 12 умножения. у Подставим вырахение ( 6 ) в иэвест. ное уравнение удельной электропроводности (1 ).9=- (Р.-а ЕОбозначим отношение постоянных величин- через К, а Р- Р через ай,к е тогда окончательно имеем Р(й+д 5 И Р=К, др (э)Кроме того, к входу блока 1 подключены выход детектора 8 и выходблока 14 памяти, в котором заложено значение постоянного коэффициента К. Выходы блока 12 к смесителя 95 соединены с .входом блока 13 деления.Второй вход детектора 8 через контакты (2-2 ) кнопки синхронизатора 5связан с блоком 3 дополнительногонатяжения нити, Таким образом, на выходе счетно-решающего узла 10 имеемзначение удельного сопРотивления рсогласно Формуле 8Устройство работает следующим образом.Нить 1 с катушки сматывается спомощью протягивающего механизма,проходит по направляющим роликамчерез блок 3 дополнительного периодического натяжения, затем вдоль.погружного зонда опускается в исследуемяй раствор, выходит из него,замыкая своим телом измерительныеэлектроды б, которые измеряют сопротивление пропитанной растворомкити на участке известной длины Р .Измерительные электроды электрически связаны с измерительным мостом 7. Участок смоченной растворомнити, находящийся между электродами,является плечом измерительного мос.та 7.БлоК 3 дополнктельного периодического натяжения периодически допол)нительно натягивает нить и отпускает ее. Прк максимальном натяжениинити замыкаются контакты 1-.1 и 3-3кнопки синхронизатора 5, катушкареле Р 1 получает питание, замыкаетконтакт Р 1 в цепи выхода измерительного моста .7, при этом на выходеизмерительного моста получается сигнал, соответствующий сопротивленпой , который поступает на входсинхронного детектора 8 и балансно- .. го смесителя 9. При минимальном натяжении нити, т.е. когда нить протягивается только с помощью протягивающего механизма 2, замыкаются контакты 2-2 и 4-4 кнопки синхронизатора 5, катушка реледР 1 замыкает контакт на выходе измерительного моста7 к синхронный детектор 8 к балансный смеситель 9 получают сигнал,соответствующий сопротивлению Р нитипри минимальном ее натяжении.Кроме того, при минимальном натяжении через контакты 2-2 кнопки синхронизатора 5 получает питание второй вход синхронного детектора 8.При этом синхронный детектор 8 детектирует только то напряжение, которое соответствует величине й приминимальном натяжении нити,Балансный смеситель 9 выделяетогибающую частотукоторой промодулированопеременное напряжение питания моста, инвертирует отрицатель1038861 Составитель М.КривенкоРедактор С.Квятковская 1 Гехред Ж.Кастелевич Корректор В. Бутяга Заказ 6222/51 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Жу Раушская наб р д 4/5Филиал ППП фПатент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 ную фазу и на выходе выдает напряжение, соответствующее разнице сопротивлений ай при максимальном и минимальном натяжении нити. Сигналы, пропорциональные величиная к и 6 й соответственно с выходов 8 и 9 подаются в счетно-решающий узел 10 вначале на суммирующий блок, который суммирует величины й + д 9 затеи в блоке умножения эта сумма умножается иа сигнал, соответствую.- щий величине Ф., поступакщей с детектора 8, и на коэффициент К, значение которого хранится в блоке памяти, и передается в блок деления, 15 где произведение РР+дР 1 делится на величину ьР, поступакщую со смесителя 9. Вычисленное значение удельного сопротивления р выводится на самописец или на печатающее устройство счетно-решающего узла 10.Кондуктометр Можно испольэовать в качестве прибора контроля в системе автоматического регулирования процесса декомпозиции (выкручивания )глинозема. Изобретение позволит непрерывно и с точностью регистрировать изменения концентрации алюмийатного раствора в декомпозере н регулировать производительность аппарата, улучшить условия труда аппаратчика и повысит технику безопасности. Кроме того, непрерывный контроль и регулирование процесса декомпозиции позволит повысить производительность аппаратов. Таким образом, эффективность при увеличении производительности аппарата будет 1 руб на 1 т глинозема.