КАТЕГОРИЯ:


Подвижностите на йоните и коефициентите на температурата




Според данните, дадени в таблицата. 17.2 мобилност на водородни йони и хидроксилната група в разтвор безкрайно разреждане 2-8 пъти по-висока от мобилността на други йони. Това обяснява висока електрическа проводимост на разтвори на киселини и основи. Данните в таблица. 17.2 Данните показват, че промяната на температурата на една степен предизвиква промяна в мобилността на 1,5 ... 2,5%. Това налага да се стабилизира температурата на разтвора и температурна компенсация от представяне.

Ако силно разреден разтвор съдържа редица йони за всеки еквивалент концентрация , Получената проводимост се определя от общото електропроводимостта на всички йони

(17.3)

Степента на дисоциация на слабите електролити зависи от наличието на силни електролити в разтвор. В тази връзка, тяхната електрическа проводимост се влияе не само на концентрацията на веществото, но също така и състава на разтвора.

За устройства, предназначени за измерване на проводимост се Conductometrs, salimeters, Kontsentratomer. Първият калибрира в отношение на електрическата проводимост, а вторият - от гледна точка на условно солеността, обикновено като процент от съдържанието на NaCI. Kontsentratomer калибриран в проценти съдържание на аналит.

На теория, чиста вода при температура 25 ° С има проводимост от 0.055 мС / см. При измерване на ниски концентрации на разтворени вещества вода създава проводимост фон компонент, който нарушава пропорционална връзка между електрическата проводимост и концентрацията йон.

В топлоелектрически централи и ядрено кондензация прегрята и наситена пара, фуражи и химически деминерализирана вода, имащи малък solesoderzhapiem съдържат разтворени газове CO 2

и NH 3, които образуват Н + йони, NH 4 +, OH - Hc0 3 -, С0 3 2- В резултат на електропроводимостта на водата, причинена концентрация от нелетливи компоненти на интерес общата проводимост. За да се намали влиянието върху електропроводимостта на разтворени газове, използвани баласти H-катион филтър, дегазира проба и неговата концентрация в резултат на изпаряване.

Чрез преминаване минерализирана вода, съдържаща разтворен амоняк и въглероден диоксид, амоняк катион Н-филтър се забави и не-летливи примеси в съответната киселина. По този начин електрическата проводимост поради не-летливи онечиствания поради високата мобилност на увеличения водородните йони от 3-4 пъти, влиянието на разтворени газове се намалява, тъй като присъствието на силни киселини и намалява дисоциацията на молекулно Н 2СО 3.

За да се измери концентрацията на разтворите, използвани за тяхната проводимост на електрода и безелектродни методи покрай използва главно за измерване на концентрацията на киселини, основи.



Електрод проводимост. Като цяло, първичните преобразуватели на електрода Кондуктометри представляват две плочи, потопени в течност (електроди), съпротивлението R на разтвора между които е свързан с проводимостта със следната зависимост:

(17.4)

където L, S - разстояние между електродите и тяхната площ.

коефициент к, имащ размер на cm -1 нарича постоянен първичен датчик (сензор).

Известен първичен преобразувател постоянна позволява лесно преминаване от конвенционални методи за измерване на съпротивление R х на проводимостта на разтвора. Постоянен конвертор се определя от калибриране на контролен разтвор с известна електропроводимостта.

Схемата за измерване се използва за определяне на устойчивостта на първичния преобразувател проводимост захранва с променлив ток. При използване на поляризация DC електрод се случи. Те се събират в близост до техните повърхностни противоположен знак йони и продуктите за електролиза (газови мехурчета), което води до образуването на обратно EMF и вътрешно съпротивление да се увеличи в разтвор. Електродни ефекти при равни други условия зависят от материала на електрода и повърхността му състояние. Platinum електроди имат минимално съпротивление поляризация, и тяхното използване при измервания лабораторни conductometry с висока точност. Индустриални Кондуктометри електроди са изработени от неръждаема стомана.

Когато задвижвани от променлив ток на преобразуватели повлияе на поляризация на електродите на резултата от измерване се намалява нарастване на честотата. Конвертори промишлени Кондуктомери хранени с променлив ток честота от 50 Hz, за лабораторни проводимост съдържащ мостове приемане, променливото напрежение се прилага към 1 ... 2 кХц и по-горе от звукови генератори.

Когато задвижвани електрод AC преобразуватели между електродите освен съпротивителни и капацитивни възниква в зависимост от диелектрична константа на разтвора. Комплексният характер на резистентност инвертор трябва да се вземе предвид при измерването чрез въвеждане на комплекс импеданс в един от съседния рамо до рамо мост Rx използва за измерване на съпротивлението на разтвор. Електрод проводимост датчици за измерване в промишлени условия се разделят на гръбнака, потапяне и поток. Далечна преобразуватели са въведени директно в тръбопровод, през който протича разтвора се анализира. Подводни преобразуватели намалиха в резервоара с контролиран течност. Чрез конвертор потока става проба от разтвора на пробата, която се повечето от обучение преди разгръщането. Вътре конвертор обикновено е РТС, чрез които температурна компенсация.

Схема преобразувател на потока електрод микропроцесор кондуктометър KAC-037 (е. "Техно-устройство") е представена на фиг. 17.2. Корпусът на неръждаема стомана 1 служи като един електрод, вторият електрод 2 се отделя от първия изолационен уплътнението 3. постоянно устройство електрод се променя чрез промяна на височината на уплътнението 3 и секцията канал 4 на олово разтвор тест. Вътре в електрод 2 е силициев термистор 5, един от неговите изводи и електрод 1 заземен.

Фиг. 17.2. Схемата на метър електрод проводимост на преобразувателя на потока:

1 - делото; 2 - електрод; 3 - полагане; 4 - канал; 5 - термистор

Схема електрод конвертор преносим проводимост m PCC-026, произведен от същия RPC е показано на фиг. 17.3. В корпуса 1 са от плексиглас три електрода. Клетката постоянна 0.004 1 / cm за образуване електроди 2, 3 (игли 1, II), той е предназначен за измерване дълбоко обезсоляват решения. Електродите 2, 4 (терминали II, III), които клетката 4 при постоянна / cm 1, се използва за измерване на проводимостта на концентрирани разтвори. За приложение да се прилагат температурна компенсация термистор силициев 5. Този преобразувател може да се използва като течност, и изпълнения на потапяне. Приложена към конвертор линия дълбочина случай 0 съответства на преобразувател потапяне в разтвор при измерване на електропроводимостта на електродите 2, 4. В този случай, разтворът се потапя в горната част на предавателя, който предпазва електроди 2, 3 от засоляване.

Лабораторни преносим m проводимост "ECA-2" (е. "Econics") се счита близо до предавателите електродните способни за измерване на електропроводимостта на 0.05 мС / см до 20 мС / см.

За да се намали влиянието на поляризация преобразуватели са на разположение с четири електроди, две от които се прилага напрежение, и между две други устойчивост на разтвора се измерва. Сред тези електроди инвертори са мод. 4973 е. Honeywell, SC402 е. Yokogawa.

Фиг. 17.3. Шофиране електрод конвертор м преносим проводимост:

1 - тяло на плексиглас; 2-4 - електроди; 5 - термистор

Фиг. 17.4. Кондуктометър измервателната верига

Кондуктомери устройства за сигнализиране могат да бъдат свързани към различни измервателни вериги. Най-често включва балансирана мост схема, показана на фиг. 17.4. Той включва в допълнение към слайд тел R трите фиксирани резистора R 1 - R 3. кондензатор C служи за компенсиране на капацитивен съпротивление компонент elekrodnogo инвертор, който в диаграмата е включена в рамото, включващ медна тел резистор R Т и R х Манганови шунт резистор R m. Последният служи за изравняване на температурата коефициентите на веригата, включително R X, R w

и меден резистор. Мостът се захранва търговски честота напрежение. Мост дисбаланс сигнал към усилвател V, на изхода на който задвижва въртене вал на двигателя обратим RD свързан към helipot устройство и показва стрелка.

В разглеждания измерване компенсация верига ефекта на температура разтвор на проводимост чрез използване на мед резистор R т поставен в основната трансдюсера и с температура на разтвор. Тъй като съпротивлението R X от разтвора има отрицателен температурен коефициент резистор и медта - положително, включването на последните в един или срещу рамото на първичен преобразувател намалява ефекта на температура.

полупроводникови термистори и преобразуватели течност за сравнение могат да бъдат използвани за осъществяване на температурна компенсация. Последните имат същата структура като тази на инверторите работни електроди, но херметизиран корпус, запълнен с разтвор с постоянна концентрация. сравняване преобразуватели потопени в разтвора за анализ и своя температура. Тъй като съпротивлението на резистори полупроводникови и сравнение течни преобразуватели като работниците, имат отрицателен температурен коефициент, те се включват в една от рамото близост до измервателния мост. С автоматично обсъдени мостове работят светодиоди ВЕИ с измервателен обхват соленост 0 ... 4 мг / кг и salimeter ATS котела вода, SCM, като измервателни диапазони на условно соленост от 10 000 мг / л.

Проводимост KAC-037 съдържа, показано на фиг. 17.2, електрод преобразувател и предавател микропроцесор, чиято блокова диаграма е показана на Фиг. 17.5. Микропроцесорна (МП), контролира преминаването K 1 K 2. Произход доставя токови импулси, генерирани от цифрово-аналогов преобразувател (DAC) и генератор на ток (FT) в електрод конвертор, термистор Rt управляваща схема и примерен съпротивление от 10 ома. За да превключите 2 се пада на напрежение върху тези елементи към аналогов цифров преобразувател (ADC). Изчислено стойност проводимост на температура от 25 ° С доставен от RAM като декодер (D) с цифров индикатор (CI) и текущата водача DAC, създаване на единен изходен сигнал 4 ... 20 или 0 ... 5 mA. Измерените проводимости варират от 0 ... 0 ... 0.2 до 20 000 микро Siemens / cm в определена граница на грешка ± 1,5%. Широка гама от измервателните устройства се извършва чрез използване на три електрода преобразуватели DC-1, DC-2, DC-3.

Фиг. 17.5. Блоковата схема на микропроцесор предавател

проводимост m KAC-037

При измерване на проводимостта на баластите на кондензат H-катионни филтри се използват за намаляване на ефекта от разтворени газове. В преносим Кондуктометър настанят 11-катион филтър близо до електрод конвертор верига е даден на фиг. 17.3.

В аналогов Кондуктометър SPE "Tekhnopribor" температурна компенсация на електрическата проводимост на разтвора получен като резултат от промени в захранващия ток на електрод преобразувател. Перманентност при постоянна концентрация на разтвора на капки преобразувател електрод напрежение се постига чрез увеличаване на захранващия ток преобразувател с повишаване на температурата разтвор. Warning изчерпване филтрира NRF-031 за контролиране на изтощение, регенерация и промиване-Н катионобменна деминерализатора филтър. Внимание включва два електрода преобразувател монтиран на входа и изхода на филтъра, и измервателен елемент. проводимост измервателен обхват 0 ... 0 ... 1000 и 10000 микроСименс / см, аларма, може да бъде настроена в диапазона от 10 до 300 ДЧ / cm.

Сред обикновените течни анализаторите са Кондуктомери серия AZhK-3101, QC, съдържащ двата електрода инвертори, куката и безелектродни. Поредицата може да се извършва чрез измерване на електропроводимостта на 10 -6 до 1 S / cm при температура в границите на работа 10 течности ... 60 ° С, за ограничаване на присъщата грешка от ± 2%.

Най-значителни недостатъци са Кондуктомери електрод поляризация и замърсяване електрод продукти на електрохимически реакции, проявяващи се по повърхността й, и вещества в разтвор. Последното изисква периодична механични или химични почистване и измиване.

Безелектродни проводимост. Безелектродни първични преобразуватели включват преобразуватели, които нямат директен контакт със средата и без тези недостатъци като поляризацията на електродите и тяхното замърсяване. Има две разновидности на безелектродни Кондуктомери: високи и ниски.

В първата, работещи при честоти над 1 кХц, измерване на концентрацията на аналит на разтвора се извършва чрез контрол в зависимост от неговата устойчивост на реактивен разтвор. Основни преобразуватели на висока честота безелектродни Кондуктомери зависимост от измерената реактивно съпротивление разделени на капацитивен и индуктивно. двата вида конвертор схема е показана на фиг. 17.6. Както между концентрация разтвор и датчик изходните стойности C и L на, там е сложен зависимост, която се влияе от естеството на разтвора в допълнение към датчиците геометрия и доставка материал честота и други, техните характеристики калибриране определят експериментално за конкретен трансдюсер и разтвор.

Фиг. 17.6. Първични преобразуватели безелектродни Кондуктометри:

и - капацитивен; Б - индуктивен

Както висока честота предаватели са употребявани Кондуктомери мост и резонансната верига захранва от високочестотен генератор. През последните схеми измерва естествена честота на резонансната верига, която зависи от индуктивен или капацитивен реактивно съпротивление на първичното устройство.

разтвор безелектродни нискочестотна conductometry анализира електролит образува проводник намотка, която е вторичната намотка на трансформатора и първичната намотка на възбуждане измерване на трансформатора. Устойчивост на течност се определя геометрията преобразувател намотка и проводимост на течността. Токът през вторичната намотка на трансформатора измерване е пропорционална на възбуждане напрежение, и контролен разтвор проводимост.

Схема на безелектродни конвертор Kontsentratomer KAC-021, произведен от RPC "Tekhnopribor", показана на фиг. 17.7, както и. Преобразувателят се потапя в разтвора за анализ и е закрепена към стената на резервоара от конвертор фланец 1. дълбочината на потапяне може да бъде 150-1500 мм. В края на поддържащата тръба 2 е контейнер 3, в него има две тороидален трансформатор 4 с феритна сърцевина 5 и 6 термистор.

Фиг. 17.7. Шофиране безелектродни конвертор Kontsentratomer KAC-021:

и - първичен преобразувател верига; б - структурата на предавателя; 1 - фланец;

2 - тръба; 3 - контейнер; 4 - тороидални трансформатори; 5 - феритни сърцевини;

6 - термистор

Температурна компенсация на проводимостта на разтвора е пропорционална на промяната в напрежението, предоставена от единица PSU за захранване на възбуждане ликвидация. Сигналът от измерването намотка към усилвател V, Фиг. 17.7, Ь, които са свързани към изхода на АЦП, ЦАП, Устройство за формиране на единна CFT токов сигнал и цифров 4-битов индикатор TI към декодера D. В положение на превключвателя 1, инверторът работи в електропроводимостта като дисплей проводимост m, и в позиция на ключа 2 - както Kontsentratomer , За този код концентрацията, съответстваща на сигнала проводимост е вписано в ROM. Кондуктометър KAC-021 работи в електрически проводимостта, вариращи от 0 до 5 ... 5 ... 1000 мС / см, опън намалява грешка е ± 1,5%. При работа на устройството в режим Kontsentratomer калибриран в% NaCl, NaOH, H 2 S0 4 НС1, грешката е 3%.

Серията кондуктометър AZhK-3101, и М-ACC НК измерване на проводимост 10 -2 до 1 S / cm безелектродни произведени потопяеми преобразуватели и вида на потока.

Широка гама от измерване на електрическата проводимост чрез използване на електроди и безелектродни преобразуватели има проводимост серия SIPAN32 (е. Siemens), серия 873, 875, 8701T (ср. Foxboro), ART2000SS, ART4000SS (ср. Honeywell), SC150, SC202, (е. Yokogava), dTRANS Lf 01.CTI-920 (стр. ЮМО) и други.

Проверка Кондуктомери. С освобождаването, ремонта и поддръжката трябва да се извършват Кондуктомери утвърждаване на тяхното свидетелство. Проверка може да се извърши без предавател електрод чрез модел магазин съпротивления първичен устройства. Калибриране показания целия набор се извършва или чрез метода на директно сравнение на указания проводимост м под тест образеца в измерване на електрически модели проводимост разтвори, или по метода на директно измерване на проводимостта m изпитваното проводимост на стандартни разтвори с проводимост до 20, 50, 80% от обхвата на измерване. Контролните разтвори проводимост се получават гравиметрично или разреждане. За тяхното получаване се използва и разтворители, показани в Таблица. 17.3.

Таблица 17.3