DE904213C

DE904213C - Method for determining the electrical conductivity

Info

Publication number: DE904213C
Application number: DEP21611A
Authority: DE
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1948-11-13
Filing date: 1948-11-13
Publication date: 1954-02-15

Description

Verfahren zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit Zusatz zum Patent 860 *3 Gegenstand des Patents 860 663 ist ein Verfahren zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit einer Materie, bei dem die Hochfrequenzverluste einer Spule, in deren magnetischem Feld sich die zu untersuchende Materie befindet, durch Vergleich mit denen ohne Vorhandensein dieser Materie gemessen werden. Bei diesem Verfahren werden in dem zu untersuchenden ,Stoff Wirbelströme induziert, deren Größe von der Leitfähigkeit des Stoffes abhängig ist und aus deren dämpfender Wirkung auf die induzierende Spule die Leitfähigkeit bestimmt werden kann.Method for determining the electrical conductivity Addition to Patent 860 * 3 The subject of the patent 860 663 is a method for determining the electrical conductivity of a matter in which the high frequency losses of a Coil in whose magnetic field the matter to be examined is located Comparison with those measured in the absence of this matter. With this one Processes are induced in the substance to be examined eddy currents, their size depends on the conductivity of the substance and its dampening effect the conductivity can be determined on the inductive coil.

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung des Verfahrens des Patents 860 663. Sie geht dabei von dem 1Bestreben aus, hohe Frequenzen anzuwenden, da die Wirbelstromverluste mit dem Quadrat der Frequenz wachsen. Bei der Verwendung hochfrequenter magnetischer Felder können sich jedoch Störungen ergeben, die durch die Stromverdrängung, sog. Skineffekt, bei gut leitenden Lösungen entstehen, in die das hochfrequente magnetische Feld nicht sehr tief eindringen kann. Je nach der Stärke des Skineffektes werden dann nur in einem Teil der zu untersuchenden Materie Wirbelströme induziert. Wie tief nun in der zu untersuchenden Materie Wirbelströme auftreten, ist nicht ohne weiteres erkennbar. The invention relates to a further embodiment of the method of Patents 860 663. It is based on the effort to use high frequencies, since the eddy current losses increase with the square of the frequency. When using However, high-frequency magnetic fields can result in interference caused by the current displacement, so-called skin effect, occurs in highly conductive solutions in which the high-frequency magnetic field cannot penetrate very deeply. Depending on the strength of the skin effect will then only be in part of the area to be examined Matter induces eddy currents. How deep are eddy currents in the matter to be examined occur is not immediately recognizable.

Außerdem ergibt sich bei der Verwendung hochfrequenter magnetischer Felder die Möglichkeit einer Zweideutigkeit der Anzeige, die bei den bekannten Substitutionsverfahren nicht stört, aber bei einem direkt anzeigenden Gerät nicht tragbar ist. In addition, when using high-frequency magnetic Fields the possibility of ambiguity in the display, which is the case with the known substitution method does not interfere, but is not portable with a direct display device.

Der Grund für die Zweideutigkeit liegt darin, daß die Energie, übertragen von einer Wechselstromquelle auf den Belastungswiderstand im Sekundärkreis eines Transformators als Funktion des Belastungswiderstandes, ein Maximum hat, welches bei der Energieül>ertragung beim sog. Anpassungswiderstand erscheint. tBei dem neuen Verfahren wird nun der durch die Leitfähigkeit der zu untersuchenden Materie bedingte Energieverlust bestimmt, der insbesondere bei hohen Frequenzen zunächst mit zunehmender Leitfähigkeit ansteigt und dann nach Überschreiten eines Maximums wieder abnimmt.The reason for the ambiguity is that the energy is transmitted from an alternating current source to the load resistance in the secondary circuit of a Transformer as a function of the load resistance, which has a maximum appears in the case of energy transfer with the so-called adaptation resistance. tWith that The new method is now based on the conductivity of the matter to be examined conditional energy loss is determined, especially at high frequencies initially increases with increasing conductivity and then after exceeding a maximum decreases again.

Die Erfindung erzielt nun eine weitere Verbesserung des Verfahrens des Patents 860 663 dadurch, daß nur sehr dünne Schichten der Materie dem magnetischen Feld ausgesetzt werden. Dadurch ergibt sich zunächst der Vorteil, daß der Skineffekt in seinerAuswirkung auf die Messung ausgeschaltet wird, da in der gesamten dünnen Schicht der zu untersuchenden Materie Wirbelströme entstehen. The invention now achieves a further improvement in the method of the patent 860 663 by the fact that only very thin layers of matter add up to the magnetic Field to be exposed. This initially results in the advantage that the skin effect in its effect on the measurement is switched off, since in the whole thin Layer of the material to be examined, eddy currents arise.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die Dämpfung der Meßspule stets in dem Bereich gehalten werden kann, daß sie mit wachsender Leitfähigkeit steigt.Another advantage results from the fact that the damping of the measuring coil can always be kept in the range that it can with increasing conductivity increases.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke wird in gleicher Weise für Flüssigkeiten und Gase dadurch verwirklicht, daß in das die zu untersuchende Materie enthaltende vorzugsweise zylindrische Meßgefäß ein fester Körper aus einem verlustfreien Dielektrikum eingeführt wird. Bei diesem neuen Verfahren wird ebenfalls der Skineffekt ausgeschaltet und die Dämpfung der Spule in einem Bereich gehalten, daß sie mit wachsender Leitfähigkeit der zu untersuchenden Materie steigt, und schließlich der weitere Vorteil erreicht, daß durch die Dicke des einzuführenden festen Körpers der Meßbereich festgelegt werden kann. The idea on which the invention is based is applied in the same way for liquids and gases realized in that the to be examined Matter containing preferably cylindrical measuring vessel a solid body from a lossless dielectric is introduced. This new process is also used the skin effect is switched off and the damping of the coil is kept within a range, that it increases with increasing conductivity of the matter to be examined, and finally the further advantage is achieved by the thickness of the solid body to be inserted the measuring range can be determined.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in unterschiedlicher Art und Weise durchgeführt werden. The inventive method can be in different ways and Way to be carried out.

Bei einer Messung der Leitfähigkeit von Flüssigkeiten kann in einfacher Art und Weise in das zu untersuchende Meßgefäß beispielsweise ein Glasstab eingetaucht werden, der so ausgebildet ist, daß zwischen ihm und den Wandungen des Gefäßes nur ein geringer Raum bleibt.When measuring the conductivity of liquids can be in simpler For example, a glass rod is immersed in the measuring vessel to be examined be, which is designed so that between it and the walls of the vessel only a small space remains.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft so durchgeführt, daß die Stärke der Rückkopplung so bemessen wird, daß die Schwingungen auf dem ansteigenden Ast der,Dämpfungskurve aussetzen, so daß Zweideutigkeiten der Anzeige mit Sicherheit vermieden werden. The method according to the invention is advantageously carried out in such a way that that the strength of the feedback is measured so that the vibrations on the increasing Branch of, expose attenuation curve, so that ambiguities of the display with certainty be avoided.

Zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung der Leitfähigkeit von Flüssigkeiten kann eine Vorrichtung dienen, bei der das vorzugsweise zylindrische Meßgefäß an seinem oberen Ende mit einem stark erweiterten Ansatz versehen ist. Bei dieser Vorrichtung wird beim Eintauchen eines festen Körpers in das Meßgefäß erreicht, daß sich der Flüssigkeitsspiegel in dem oberen, stark erweiterten Ansatz nur verhältnismäßig wenig ändert. To carry out the method for determining conductivity of liquids can serve a device in which the preferably cylindrical Measuring vessel is provided at its upper end with a greatly expanded approach. In this device, when a solid body is immersed in the measuring vessel achieves that the liquid level in the upper, greatly expanded approach changes only relatively little.

Außerdem ergibt sich der Vorteil, daß ein schnelles Vermischen miteinander reagierender Stoffe erreicht werden kann.In addition, there is the advantage that rapid mixing with one another reactive substances can be achieved.

Eine Vereinfachung der Vorrichtung besteht darin, daß das Dielektrikum als Thermometer ausgebildet ist. Eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens kann darin bestehen, daß das Dielektrikum auch zum Zu- bzw. Abführen von Wärme ausgebildet ist. A simplification of the device is that the dielectric is designed as a thermometer. Another device to carry out the new The method can consist in that the dielectric is also used for supplying and discharging is formed by heat.

Inder Zeichnung ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens halbschematisch im Schnitt dargestellt, die zum Titrieren von Flüssigkeiten dient. In the drawing is an embodiment of a device for implementation of the method according to the invention shown semi-schematically in section, the It is used to titrate liquids.

An das l,leßgerät I ietwa in Form eines Reagenzglases ist an seinem oberen Ende ein stark erweiterter trichterförmiger Ansatz 2 angeschmolzen. To the measuring device I approximately in the form of a test tube is on his a greatly enlarged funnel-shaped extension 2 melted on at the top end.

Das Meßgefäß liegt innerhalb eines Rohres 3 aus Isoliermaterial, wie z. B. Keramik, in dessen wasserdicht abgeschlossenen Innenteil die aus federndem Draht bestehende Meßspule 4 angeordnet ist. Das wKeramikrohr 3 liegt innerhalb des Thermostaten 5, dessen Temperatur z. B. mit einer Heiz- oder Kühlflüssigkeit in den Schlangen 6 konstant gehalten wird. Auf dem Thermostatengefäß ist die Glasglocke 7 aufgesetzt, durch die das untere Ende der Bürette 8 und ein Glasstab 9 geführt ist. Der Glasstab kann in unterschiedlicher Höhe in das Meßgefäß I eingetaucht sein. Im allgemeinen wird er bis auf den Boden des Meßgefäßes ragen. Durch die unterschiedliche Stärke der auswechselbaren Glasstäbe 9 kann bei konstantem Meßgefäß I die Stärke des Zylindermantels, den die zu untersuchende Flüssigkeit bildet, und damit der Meßhereich auf jeden beliebigen Wert eingestellt werden.The measuring vessel lies within a tube 3 made of insulating material, such as z. B. Ceramic, in the watertight inner part of the resilient Wire existing measuring coil 4 is arranged. The w ceramic tube 3 lies within the Thermostat 5, the temperature of which z. B. with a heating or cooling liquid in the queues 6 is kept constant. The bell jar is on the thermostat vessel 7 placed through which the lower end of the burette 8 and a glass rod 9 passed is. The glass rod can be immersed in the measuring vessel I at different heights. In general, it will extend to the bottom of the measuring vessel. Due to the different The strength of the exchangeable glass rods 9 can be the strength given a constant measuring vessel I of the cylinder jacket formed by the liquid to be examined, and thus the Measuring range can be set to any value.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Method for determining electrical conductivity a matter, in particular a liquid, according to patent 860 663, characterized in that, that only very thin layers of matter are exposed to the magnetic field.

2. The method according to claim, characterized in that in the The material to be examined is preferably a solid measuring vessel containing a cylindrical measuring vessel Body is introduced from a lossless dielectric.

3. Apparatus for performing the method according to claim 2, characterized characterized in that the preferably cylindrical measuring vessel at its upper end is provided with a greatly expanded approach.

4. Apparatus for performing the method according to claim 2 and 3, characterized in that the dielectric is designed as a thermometer.

5. Apparatus for performing the method according to claim 2 to 4, characterized in that the dielectric also for supply or. Dissipating heat is trained.