Устройство для автоматического измерения концентрации ионов водорода

( 9) 6 01 И 27/416 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСКОМУ ЕТЕЛ ЬСТВУ находящихся в аппаратах при высоких температурах и давлении, и может быть применено в различных отраслях промышленности, Целью изобретения явля.ется расширение области применения и повышение точности, Указанная цель достигается тем, что пробу раствора после дросселирования, охлаждения подвергают электродиализу, затем после измерения концентрации водорода обычным методом направляют в сравнительную ячейку дифференциального датчика с металлоксидными электродами, где растворы сравнивают при одинаковых параметрах. Отсчет берут по показаниям рН-метра, скорректированным на величину запаздывания движения пробы при нулевой разности потенциалов между электродами металлоксидного датчика, 1 ил. нститу тво СССР6, 1967,матическиравненийсер, Нефт и конт- раствоьигаз,ЧЕСКО ИОНОВ ике нее рения творов,апример керамической ктроды датчика со стек м и датчика с металло дами подсоединены к автоматического потенными пористои, н перегородкой, Эле лянным электродо ксидными электр входу сдвоенного циометра,Однако данный приб статочной точностью, свя рой суммирования дв измерений. Ошибки изме датчиков также суммиру возможна дополнительн погрешность, связанная с стью подачи пробы эта (измеренного датчиком сравнительным электродр фГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетел ьсМ 161955, кл. 6 01 й 27/5Подборнов Н.В. Автороль кислотности путем сров. - Известия ВУЗов,1969, М 7, с;76-82.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИГО ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИВОДОРОДА(57) Изобретение относится к техпрерывного автоматического изконцентрации ионов водорода ра Изобретение относится к технике непрерывного автоматического измерения концентрации ибнов водорода (рН) растворов,. находящихся в аппаратах при высоких температурах и давлениях, и может быть применено в различных отраслях промышленности, например энергетике.Известны способы и на их основе прибор для непрерывного автоматического измерения рН растворов в аппаратах при высоких температурах и давлениях, который содержит последовательно включенные первый дроссель, холодильник, второй дроссель, датчик со стеклянным измерительным и сравнительным электродами, побудитель расхода (насос), датчик с металлоксидными электродами, разделенор обладает недозанной с процедуух независимыхрения двух таких ются, Кроме того, ая динамическаянесогласованнолонизированного со стеклянным и ами) раствора в10 15 20 сравнительную ячейку датчика с металлоксидными электродами.Наиболее близким к предлагаемому устройству автоматического измерения рНрастворов, находящихся в аппаратах привысоких давлениях и температуре, являетсяустройство, которое состоит из последовательно включенных первого дросселя, холодильника, второго дросселя,электродиализной ячейки с двумя электродами, разделенными пористой перегородкой, датчик со стеклянным измерительными сравнительным электродами, побудителярасхода пробы раствора (насоса) и датчикас металлоксидными электродами, разделенными пористой перегородкой, Причем электроды дагчика со стеклянным исравнительным электродами подключенычерез вь 1 сокоомный преобразователь кэлектронному автоматическому потенциометру (вторичному прибору), а электродыдатчлка с металлоксидными электродамичерез нуль-индикаторный и регулирующийблоки управляют процессом электродиализа пробы раствора в электродиализнойячейке.Однако известное устройство имеет недостаточную точность, связанную с появлением динамической погрешности отнесогласованности подачи эталонизированной пробы раствора в ячейку сравнениядатчика с металлоксидными электродами.Цель изобретения - расширение области применения и увеличение точности измерения.Достигается данная цель тем, что в устройства дополнительно входит блок регулируемого запаздывания, блок управленияначалом работы вторичного прибора, преобразовательно-регулирующий блок и счетчик. подачи пробы, раствора. Причемпоследний ерез преобразовательно-регулирующий блок и блок регулируемого запаздывания соединен с вторичным прибором,который включается от блока начала работы вторичного прибора, соединенного снуль-индикаторным устройством.На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства,Устролство содержит аппарат 1 с высокотемпературным теплоносителем или раствором технологического назначения,дросселирующие устройства 2, холодильник 3, электродиалиэную ячейку 4, разделенну 1 о пористой перегородкой 5 на двапространства с электродамл 6, датчик 7 состеклянным измерительным и сравнительным электродами, выходы последних соеди.НЕНЫ С ВХОДОМ ВЫСОКООМНОГОпреобразователя 8, который через блок 3 25 30 40 45 50 55 регулируемого запаздывания связан с вторичным прибором 10, например электронным автоматическим потенциометром. Датчик с металлоксидными электродами 11 содержит два металлоксидных электрода 12 один из которых находится непосредственно в измерительном растворе, а другой связан с измерительным раствором через пористую, например керамическую, перегородку 13.Электроды 12 датчика с металлоксидными электродами 11 соединены с нуль-индикаторным устройством 14. Последнее с помощью регулятора 15 управляет процессом электродиалиэа в электродиализной ячейке 4. Побудитель расхода охлажденной и эталонизированной (измеренной датчиком 7) пробы раствора, например плунжерный насос 16, снабжен счетчиком оборотов, регистрирующим подачу количества жидкости (счетчик 17 подачи пробы раствора),Последний через преобразовательно-регулирующий блок 18 управляет работой блока 9 регулируемого запаздывания, Система имеет блок 19 включения вторичного прибора 10 от нуль-индикаторного устройства 4.Устройство работает следующим образом.Проба раствора из аппарата 1 проходит последовательно через первый дроссель 2, холодильник 3, второй дроссель 2 и параметры раствора (температура и давление) снижаются до пределов, достаточных для нормальной работы электродиализной ячейки 4 и датчика со стеклянным измерительным и сравнительным электродами 7, Далее проба поступает в электродиализную ячейку 4, на электроды 6 которой с помощью регулятора 15 тока прикладывается разность потенциалов, полярность и величина которой зависит от полярности и величины разности потенциалов между металлоксидными электродами 12 в дифференциальном высокотемпературном датчике с металлоксидными электродами 11, фиксируемая нуль-индикаторным устройством. Назначение подсистемы состоящей из высокотемпературно"о датчика 11 с металлоксидными электродами 12, нуль-индикаторного устройства 14 и регулятора 15, такое, чтобы путем электродиализа в одном из про. странств электродиализатора 4 подкислять или подщелачивать пробу раствора, т.е. приводить значение рН пробы к рН раствора в аппарате, что регистрируется на нуль- индикаторном устройстве 14 нулевой разностью потенциалов.Если пространство в электродиализато.Ое 4, сообщающееся с датчиком 7, является+ Ю 1Н + е -в- - Н 212 измерения скорости подачи раствора со 15 вместно с преобразовательно-регулирующим блоком 18 устанавливают значение величины запаздывания в блоке 9 с выдачей значений рН прибору 10. Реализовать запись значений рН, выдаваемых блоком 8, в блоке 9 можно, например,. на магнитном барабане или магнитной ленте замкнутого контура, вращение которого блоком 18 синхронизировано с работой насоса 16, а расстояние между записывающей и считывающей головкой устанавливается пропорционально длине линии запаздывания от датчика 7 до поступления пробы раствора в сравнительную ячейку датчика 11.Сигнал на магнитном барабане или магнитной ленте замкнутогс контура можно записывать в цифровой форме, предварительно преобразовав его с помощью аналого-цифрового преобразователя, После считывающей головки необходимо установить стирающую головку для освобождения поля для новой записи.Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в расширении возможности устройства распространять контроль нэ растворы с малой буферной емкостью, например, на обессоленную воду, которая часто применяется в качестве теплоносителя в энергетических агрегатах.Формула изобретения Устройство для автоматического измерения концентрации ионов водорода, содержащее последовательно включенные первый дросссль, холодильник, второй дроссель, электроди.лизную ячейку, содержащую электроды, разделенные пористой мембраной, датчик со стеклянным индикаторным и сравнительным электродами, побудитель расхода пробы раствора и датчик с металлоксидными электродами, разделенными пористой перегородкой, причем электроды датчика со стеклянным и сравнительным электродами соединены через преобразователь с вторичным прибо.Оом, а электроды датчика с в результате работы регуля.ора 15 катодным, то на электроде 6 в данном пространстве (на рисунке левое относительно перегородки 5) будет происходить реакция отдачи электронов ионам водорода и рН раствора будет увеличиваться,Если же данное пространство будетанодным, то на электроде 6 будет реакция 20 Не -+ 2 Н 20+ - 0211 2 и рН раствора будет уменьшаться,В данной ситуации возможно два случая. Во-первых; точность работы данной подсистемы такая, что во всех временных диапазонах работы подсистемы значение нулевого потенциала между электродами 12 поддерживается с отклонениями, не превы-. шающими допустимые. В этом случае значение рН, регистрируемое датчиком 7 со стеклянным измерительным и сравнительным электродами с вцсокоомным преобразователем 8 и, в последующем, на вторичном приборе 10, будет соответствовать истинному значению рН в аппарате. Во-вторых подсистема регулирования не поддерживает разность потенциалов на электродах 12 с требуемой точностью. Датчик 11 с металлоксидными электродами 12 ввиду больших запаздываний в подсистеме: электродиализатор 4, датчик 7, насос 16, высокотемпературный датчик 11, обычно выдает разность потенциалов, колеблющуюся относительно нуля, Но только при нулевой разности потенциалов значение рН раствора в аппарате будет совпадать с приведенной к тем же условиям по температуре и давлению пробой раствора. Назначение блока 19 заключается в том, чтобы включать прибор 10 (или только его индикаторное и регистрирующие устройства) только тогда, когда разность потенциалов на нуль-индикаторном устройстве 14 будет равна нулю (с некоторой ошибкой). Прибор 10 записывает значение рН с отставанием на время где-.длина линии запаздывания от датчика 7 до металлоксидного электрода 11;Ч - скорость движения раствора по линии запаздывания),т.е. то, которое датчик 7 совместно с преобразователем 8 заре дстрировал уже и оно записано в памяти блока 9 чистого запазды 20 25 30 35 40 45 50 55 вания. Время запаздывающего считывания в блоке 9 устанавливается регулирующим блоком 18 на основе измерений, например. скорости работы плунжерного насоса 16 датчиком 17. Возможная и установка датчика 17 скорости потока непосредственно в поток пробы),Таким образом в устройстве путем совместной работы блока 19, включающего вторичный показывающий и записывающий прибор 10 только на период времени нулеваго значения разности потенциалов, выдаваемой датчиком 11, и работы датчика1718098 Составитель Н, ПодборновРедактор Н. Яцола Техред М.Моргентал Корректо вку город. ул,Гагарина, 10 оизводственно-издательский комбинат "Патент металлоксидными электродами соединены с входом иуль-индикаторного устройства, выход которого соединен с входом регулирующего,блока, выход последнего соединен с электродами электродиализной ячейки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и увеличения точности измерения, устройство дополнительно содержит блок регулируемого запаздывания, блок управления началом Заказ 076 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, Жработы вторичного прибора, преобразовательно-регулирующий блок и счетчик подачи пробы раствора, причем счетчик ,подачи пробы раствора через преобразо вательно-регулирующий блок и блок регулируемого запаздывания соединен с вторичным прибором, который включается от блока начала работы вторичного прибора, соединенного с нуль-индика торным устройством. Подписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб., 4/Б