Измеритель концентрации примеси в жидких или газообразных средах
ИЗМЕРИТЕЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРИМЕСИ В ЖИДКИХ ИЛИ ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕДАХ.содержащий регистратор ЭДС, соединенный с датчиком, выполненным в виде твердо,9лектролитной гальванической ячейки, снабженной потенциальным выводом и установленной в металлическом корпусе, который одновременно служит токовыводом, причем потенциальный К1ВОД ячейки установлен аксиально корпусу и отделен от него изоляцией, о т л и ч а-югщ и и с я тем, что, с целью снижения токов утечки через изоляцию и повышения точности измерений, в изопяшш между корпусом и потенциальным выводом установлен охранный электрод в виде полого тела замкнутого сечения, а регистратор снабжен устройством для подачи на охранный электрод потенциала , равного измеряемой ЭДС. Изобретение относится к технике контроля примесей в жад1ких или газообразных средах к может найти широкое применение в народном хозяйстве, в частности в металлу1)гической промыишенности , например, для контроля процесса рафинирования цветных ме.« (/) таллов, в кабельной промышленности, например, для контроля содержания.. примеси кислорода .в расплаве евин-, ца, используемого в качестве рбопрч-ки кабеля.
„„SU„„1023234 А
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН 8(59 G. 01 N 27 46
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
Г)О РЕ аМ ИЗОБРЕТЕНИЙ X ОТНРЫТИЙ! /
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Ф « 3
К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТ ВЪГ (21 ) 3258963/18-25 (22 ) 16. 03..81 (46 ) 15.06.83. Вол. 9 22 (72 ) E.Ã. Будылов и В.П. Колесников (53 ) 543. 257. 08 (088. 8 (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР
Р 500499, кл. G 01 N 27/46, 1976.
2. Блохин В.A., Засорин Й.П., Устинов A.К. и др. Контроль окисли» тельного потенциала воды и водяного пара„с помощью. твердых электролитов препринт. УДК 53.082.75, М ФЭИ-1127, Обнинск, 1980 (прототип). (54 )(57 ) H3NEPHTEJ3b K08f ПРИМЕСИ В ЖИДКИХ ИЛИ ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕДАХ,, содержащий регистратор ЭДС, соедийенный с датчиком, выполненным в виде твардоэлектролитной гальванической ячейки, снабженной потенциальным выводом и установленной в металлическом корпусе, который одновременно служит токовыводом, при-чем потенциальный вывод ячейки установлен аксиально корпусу н отделен от него .изоляцией, о т л и ч а.ю-. шийся тем, что, с целью снижения токов утечки через изоляцию и повышения точности измерений, в изоляции между корпусом и потенциальным выводом установлен охранный электрод в виде полого тела замкнутого сечения, а регистратор снабжен устройством для подачи на охранный электрод по" тенциала, равного измеряемой ЭДС. Изобретение относится к технике . контроля примесей в жйдких или газообразных средах и может найти.широкое применение в народном хозяйстве, в частности в металлургической промышленности, например, для контроля Я процесса рафинирования цветных ме. . таллов, в кабельной промпаленности, например, для контроля содержания.. .примеси кислорода .в расплава свинца, используемого в качестве оболочки кабеля. Ф 102 32 34 Измеритель работает следующим образом. Твердоэлектролитная ячейка 1 пре образует разность концентраций конт ролируемой примеси II анализируемой среде и эталонном электроде 4 в ЭДС, которая подается на вход устройст ва б для подачи потенциала, равного ЭДС, на Охранный-электрод 7 и измеряется регистратором 8. С выхода устройства 6 подается потенциал, равный измеряемой ЭДС, при коэффици енте передачи устройства 5, равном единице, т. е Е7 К Е5 (1) где К - коэффициент передачи повторителя; Е - измеряемая ЭДС; Е - потенциал на охранном элек7 троде 7. Напряжение на. электроиаоляции 3 к между потенциальным выводом 5. и охраннйм электродом 7 определяется разностью аЕ =Е -Е7, где hE — напряжение иа электроизоляции. После подстановки (1) s(2) подучим, что Выразим электросопротивление изоляции 3 через ток утечки и напряжение на ней Е, (»- к) 1 (4) Аналогично ддя измерителя без охранного электрода можем записать 5 К=в 1 (5) Здесь К3 и 1з - электросопротивленйе изоляции 3 между потенциальным выводом 5 и охранным электродом 7 и ток утечки по нейу Я и I - электросопротивление межэлектродной изоляции и ток утечки по ней )щя твердозлектролитной гальвайической ячейки без охранного электрода. Учитывая, что применяемые электроиволяциониые материалы одинаковы, можно считать их электросоупэотивлеиие Дэавнымк ИсхОДЯ иэ этОгОрполучим к 1 М"" K) (6) е. ток утечки по изоляции 3 между потенциальным выводом 5 и охранным электродом 7 s пределе стремится к нулю при приближении к единице козфИзвестен измеритель, содержащий гальваническую ячейку и вторичные приборы регистрации (Я . Недостатком данного изме,ителя является то, что в процессе эксплуатации наблк)дается снижение электро- 5 сопротивления изоляции, что приводит к увеличению токов утечки и снижению точности измерения ЭДС. Наиболее близким техническим решением к изобретению является из- 10 меритель концентрации примеси в жидких или газообразных средах, содер жащий регистратор ЭДС, соединенный с датчиком, выполненным в виде твердоэлектролитной гальванической ячейки, снабженной потенциальным выводом и установленной в металлическом корпусе, который одцовременно, служит токовыводом, причем потенциалъныи вывод ячейки установлен ак-., сиально корпусу и отделен от него изоляцией )2) . Цель изобретения — снижение токов утечки через изоляцию и повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, 5 что в измерителе концентрации примеси в жидких или газообразных средах, содержащем регистратор ЭДС, соединенный с датчиком, выполненным в виде твердо электролитной гальванической ячейки, Ю снабженной потенциальным выводом и установленной в металлическом корпусе, который одновременно служит.токовыводом, причем потенциальный вывод .ячейки установлен аксиально. корпусу и от-35 делен от него изоляцией, в которой между корпусом и потенциальным выводом установлен охранный электрод в виде полого тела замкнутого сечения, а регистратор снабжен устройством 40 для подачи на охранный электрод потенциала, равного измеряемой ЭДС. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого измерителя концентрации примеси в жидких и газообразных средах. Измеритель содержит датчик в виде твердоэлектролитной гальванической ячейки 1, которая установлена s металлическом корпусе 2, одновременно служащем токовыводом и соединенным с внешним электрсдом, в качестве которого служит анализируемая среда. между металлическим корпусом 2 и твердоэлектролитной гальванической ячейкой 1 находится изоляция 3. 55 Твердоэлектролитная гальваническая ячейка 1 содержит. эталонный электрод 4, который соединен потенциальным выводом,5 с устройством 6 для подачи потенциала,равного ЭДС,на Я) охранный элентрод 7, в виде полого теда .замкнутого сечения, установленного в иволяции 3. Датчик в виде твердоэлектролитной ячейки 1 соединен с регистратором ЭДС 8. 234 1023 ВНИ ИПИ Заказ 4202/29 Тираж 873 Водйвсное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная,4 фициента передачи устройства. При значении коэффициента передачи 0,99 токи утечки по электроизоляции 3 снижаются на два порядка по сравнению с токами утечки в гальванической ячейке без охранного электрода. Это поэвсхпчет получить высокую точность (около 1В) измерения эДС прн и = р где Яз - электросопротивление э твердоэлектролитной гальванической ячейки 1. Отсюда вывод: существукщие 10 материалы твердоэлектролнтной гальва нической ячейки 1 и изоляции 3 пригод ны дпя создания измерителей, работаю-". щих в температурном диапазоне от =- <. 160 С и выше, и обеспечиваТощих ресурс 15 20-30 тыс. ч. Причем увеличение реcyp=a может быть достигнуто как за счет превышения электрооопротивления изоляции 3 над электросопротивлеиием твердоэлектролитной гальванической ячейки 1, так и sa счет максимального приближения к единице коэффициента передачи устройства-6. Таким образом, увеличение ресурса работы измерителя позволяет снизить затраты на изготовление запасных гальванических ячеек и на работы связанные с их заменой, которые применительно к реакторным условиям эна чительно дороже и требуют разработки специальной оснастки; 
