Трехэлектродный датчик

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) (И) Ш С 01 И 27 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ ИСАНИЕ И ТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ 21) 3503027/ 22) 28.10.82 46) 07.10.84 72) Н.В,Седы ого ысБюл, У 37 х, А.Л.Липйн(71) Лен ститут и вательск нарный ин- о-исследот игра Всес юзныи нау титут био интеза и чесие измерес.б 8-69,ьство СССР02, 1975 еств 508, ме Фоте ковых вещ(54)(57)держащийодин из ЭЛЕКТРОДНЫЙ ДАТЧИК, сонциальные электроды,Ф снабжен заземленным охранным электродом, внутри кот расположен стержень с каналом и тупом на наружнои части, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения электрофизических параметров жидкой фазы суспензии и коллоидных растворов и улучшения эксплуатационных качеств датчика, он содержит мембрану, установленную герметично на входе в рабочую полость датчика, и опорное сито, причем мембрана электрически контактна с опорным ситом, которое одновременно выполняет функцию дополнительного охранного электрода, а стержень содержит дополнительный канал, сообщающийся с рабочей полостью датчика, 1117523Цель изобретения - повышение точ-,ности определения электрофизическихпараметров жидкой фазы суспензий иколлоидных растворов и улучшениеэксплуатационных качеств датчикаЦель достигается тем, что трехэлектродный датчик, содержащий по 55 Изобретение относится к измерительной технике, н частности к измерению электрофизических пяраметрон жидкостей, а также жидкой фазы суспензий и коллоидных растворов, а 5 именно диэлектрической проницаемости, электропронодности и тангенса угла потерь жидкостей и жидкой фазы суспензий и коллоидных растворов, н связи с контролем их состава, и может 10 быть использовано в микробиологической фармацевтической и пищевой промышленности в системах антомдтического контроля технологических процессов 1Известен трехэлектродный датчик, 15 состоящий из двух потенциальных электродов и охранных колец 1.Однако устройство не позволяет контролировать состав жидкой фазы суспензий и коллоидных растворов в20 производственных условиях, так как осуществляемые измерения имеют недостаточную точность.Наиболее близким к изобретению является трехэлектродный датчик, 25 содержащий потенциальные электроды, один из которых снабжен зеземленным охранным электродом, внутри которого расположен стержень с каналом и выступом на наружной части 12,Однако известное устройство не может быть применимо для точного измерения электрофизических парамет- ров жидкой фазы суспензий и коллоид 35 ных растворов, так как при помещении датчика в контролируемую суспензию или коллоидный раствор в чувствительную область датчика вместе с жидкой фазой будут проникать дисперсные40 частицы, что снижает точность измерения электрофиэических параметров жидкой фазы. Кроме того, известное устройство не может быть использовано для контроля состава жидкой45 фазы в потоке суспензии или коллоидного раствора, так как датчик является погружным и не можен выполнять функции проточного датчика, что ограничивает воэможности его эксплуа 50 тации. тенпиальные элктроды, один иэ которых сндбжн заземленным охранным)сектродом, внутри которого 1 дсполгжен с;ержень с каналом и выступомня наружной части, содержит мембрану установленную герметично навход н рабочую полость датчика, иопорное сито, причем мембрана электрически контактна с опорным ситом,которое одноврменно выполняет функцию дополнительного охранного электрода, а стержень содержит дополнительный канал, сообщающийся с рабочейполостью датчика.На чертеже схематически показанпредлагаемый датчик,Датчик содержит стржень 1 с выступом 2, Внутри стержня имеется канал 3для подводящих прондон и измерителя температуры и капал 4. Выступ 2 служит одновременно охранным эектродом и опроной базой для установки внутреннего п.тенциапьного электрода э, изолированного от "земли", например, через тефлопонь 1 кольца 6. Крепление потенцидльного электрода 5 осуществляется с помощью опорной втулки 7, которая для электрода 5 так. же является охранным заземленным электродом, и торцовой гайкой 8, Второй (внешний) потенциальный электрод 9 устанавлйвается герметично через тефлоновые прокладки 1 О между выступом 2 стержня и переходной опор 1 пой втулкой 11. Внутренний потенциаль. ный электрод 5 и внешний потенциальный электрод 9 образуют рабочую полость датчика 12, На входе н рабочую полость датчика 12 установлена мембрана 13, которая герметично, закреплена ня торцах потенциальных электродов с помощью узла крепления мембраны, который состоит из прокладок 14,опорной втулки 7,накидного кольца 15, шести винтов 16, опорного сита 17, Опорное сито 17, являясь металлическим, электрически контактирует с опорной втулкой 7 и также является охранным заземленным электродом, уменьшая искажения, вносимые краевыми эффектами. Крепление потенциального электрода 9 осуществляется с помощью переходной опорной втулки 11 и торцовой гайки 18, Някидная гайка 19 и штанга 20, содержащая фланец, уплотненная прокладкой 21,позволяют помещать устройство как в емкость, содержащую сус 11752325 пензию или коллоидный раствор, таки в трубопровод, по которому проходит контролируемый поток суспензии или коллоидного раствора,Канал 4 стержня 1 сообщается с рабочей полостью датчика 12 и насосом,Датчик работает в режиме погруженияи в проточном режиме,При помещении датчика в исследуемую среду в рабочей полости датчика создается разрежение, например,с помощью водоструйного насоса, ижидкая фаза, проходя через поры мембраны, заполняет рабочую полостьдатчика. Дисперсные частицы в рабочую полость не проходят, так какдиаметр пор мембраны меньше их размеров. Таким образом, рабочая полостьзаполнена только жидкой фазой.При установке датчика в трубопровод, по которому проходит исследуемая суспензия под достаточным дав.лением, наличие принудительной откачки с помощью насоса не требуется,В обоих режимах работы опорное сито17 служит для предохранения мембраны 13 от разрыва.В проточном режиме жидкая фаза,проникающая в рабочую полость датчика, вытекает из нее через канал 4, зов связи с чем происходит непрерывное обновление порций жидкой фазы,находящейся в чувствительной области датчика. Работа датчика в проточном режиме осуществляется, если состав жидкой фази изменяется, В этомслучае устройство позволяет контролировать соответствующие измененияэлектрофизических параметров,Датчик позволяет производить опре-,деление диэлектрической проницаемости, удельной электропроводности итангенса угла диэлектрических потерь жидкости и жидкой фазы суспензий и коллоидных растворов как в покоящихся средах, так и в потоке.При этом определецие геометрическойпостоянной датчика производится известным методом, Наличие полупроцицаемой мембраны 3 полностью исключает проникновение дисперсныхчастиц в рабочую полость датчика 12.Наличие канала 4 обеспечивает непрерывный обмен контролируемой жидкойфазы в чувствительной области датчика,что позволяет контролировать текущиеизменения электрофиэических параметров жидкой фазы, обусловленные изменением ее состава. Диапазон определения диэлектрической проницаемости от 1 до 200 отн.ед. в диапазоне проводимостей от 5"1 О См/м именьше, удельной электропроводимостипри низких частотах - с учетом геометрической постоянной и разрешающей способности измерительного прибора, тангенса угла потерь - от 10до 10. Предлагаемый датчик работет вкомплекте с серийно выпускаемыми приборами, допускающими измерения посимметричной трехзажимной схеме. Приэтом возможны дистанционные измерения.Применение предлагаемого датчикав промышленном биосинтезе позволяетосуществлять автоматический дистанционный контроль электрофизическихпараметров культуральной жидкостидрожжевых суспензий,в часгности ионной силы культуральной жидкости, итем самым контролировать текущий солевой состав культуральных сред безотбора проб. Точный и оперативныйконтроль солевого состава культуральных сред позволяет оптимизироватьтехнологический процесс промьппленного биосинтеза, что приведет к увеличению выхода конечного продукта,снизить себестоимость культуральнойжидкости за счет"оптимального расходо.вания питательных солей,117523 ктор О каэ 71 Тираж 822 ПИ Государственного коми лам изобретений и откры 5, Москва, Ж"35, Раувск одписноеСР ет ий 5 на илиал ПН Патент, г.Ужгород, ул,П ная,1 Ф 4 7НИИо д 130 Составитель А,ПлатоваТехред Т,Маточка Корректор С.Чер