SU160029A1

SU160029A1 -

Info

Publication number: SU160029A1
Application number: SU783957A
Authority: SU

Description

Известны датчики дл измерени диэлектрической проницаемости и удельной электропроводности веществ бескоптактпым высокочастотным методом, состо щие из двух коаксиально расположенных цилиндрических электродов, разделенных цилиндрами из изол ционного материала, полость между которыми заполнена анализируемым веществом. Однако эти датчики перед каждым измерением необходимо градуировать по буферным растворам, с целью исключени вли ни на измерени паразитной емкости датчика.Sensors are known for measuring the dielectric constant and specific conductivity of substances by the contactless high-frequency method, consisting of two coaxially arranged cylindrical electrodes separated by cylinders of insulating material, the cavity between which is filled with the analyte. However, these sensors need to be calibrated with buffer solutions before each measurement, in order to eliminate the influence on the measurement of the parasitic capacitance of the sensor.

Предложен датчик, в котором в пространстве внутреннего цилиндра установлен копдеисатор . Верхн обкладка последнего соединена с внешним электродом датчика, а пижи через ртутный контакт - с внутренним электродом.A sensor is proposed in which a co-detector is installed in the space of the inner cylinder. The upper lining of the latter is connected to the external electrode of the sensor, and the sleepers via a mercury contact to the internal electrode.

Кроме того, с целью повыи1ени точности измерени веществ с большой электропроводностью в пространстве между внешним и внутренним электродами смонтированы два дополнительных цилиндра из изол ционного материала, образующих вторую полость, соединенную с цервой трубкой малого сечени .In addition, in order to improve the accuracy of measuring substances with a high electrical conductivity in the space between the outer and inner electrodes, two additional cylinders of insulating material are mounted, forming a second cavity connected to a small tube of small cross section.

На фиг. 1 представлена принципиальна схема датчика дл измерени сред со сравнительно плохой проводимостью (дл диэлектриков и полупроводников); на фиг. 2 - датчик дл веществ с большой электропроводностью; на фиг. 3 - эквивалентна схема датчика .FIG. 1 is a schematic diagram of a sensor for measuring media with relatively poor conductivity (for dielectrics and semiconductors); in fig. 2 - sensor for substances with high electrical conductivity; in fig. 3 - equivalent sensor circuit.

Вещество помещают в полость, образованную двум коаксиально расположенными цилиндрами / и 2, иа внешней (по отношению к полости) поверхности которых нанесен слой серебра.The substance is placed in a cavity formed by two coaxially arranged cylinders / and 2, and the outer (with respect to the cavity) surface of which is coated with a layer of silver.

Внешним электродом датчика служит латунный никелированный цилиндр 3, внутренним электродом - медна фольга 4, прилегающа к серебр ному покрытию. Контакт между медной фольгой и серебр ным покрытием достигаетс уплотнением порошкообразного изол ционного материала 5. Через ртутный контакт 6 внутренний электрод электрически соединен с пластпной 7, представл ющей вместе с экранированным проводником 8, нилснюю обкладку конденсатора со сосредоточенными параметрами. Верхн обкладка 9 конденсатора через экран 10 проводннка св зана с внешним электродом датчика.The brass nickel-plated cylinder 3 serves as the outer electrode of the sensor, and the copper foil 4 adjacent to the silver coating serves as the inner electrode. The contact between the copper foil and the silver coating is achieved by sealing the powdered insulating material 5. Through the mercury contact 6, the internal electrode is electrically connected to a plastic plate 7, which, together with the shielded conductor 8, represents the lining of the capacitor with lumped parameters. The upper capacitor plate 9 is connected to the external electrode of the sensor through the screen 10 of the wire.

Датчик дл измерени веществ с хорошей проводимостью (см. фиг. 2) содержит два дополнительных цилиндра 11 из изол ционного материала, образующих верхнюю полость, св занную с первой трубкой 12 малого сечени .A sensor for measuring substances with good conductivity (see Fig. 2) contains two additional cylinders 11 of insulating material forming the upper cavity associated with the first tube 12 of small cross section.

Измерени с помощью датчика производ т следующим образом.Measurements using a sensor are made as follows.

Дл определени посто нных датчика наход т емкость С Ci+C2(I), где Ci--емкость, обусловленна с одной стороны смещением зар да под действием сил электрического пол , образованного системой св зи - ртутный контакт, конденсатор, экранированный провод, ведущий в гнездо, и само гнездо дл подключени кабел (этому соответствует Cfi), с другой стороны - смещением под действием пол , образованного нижней обкладкой конденсатора, обращенного внутрь датчика , и экранным электродом (этому соответствует С2); С - емкость электрической системы , образованной внутренним электродом, изол ционными стенками и экранным электродом . Эта часть емкости участвует в создании электрического пол , проход щего через исследуемое вещество и не вл етс паразитной емкостью. Паразитную емкость С„ наход т прерыванием ртутного контакта путем опрокидывани датчика. Зна С„ , легко определить посто нную датчика.To determine the permanent sensors, capacitance C Ci + C2 (I) is found, where Ci is the capacitance due on one hand to the displacement of the charge due to the force of the electric field formed by the communication system - mercury contact, capacitor, shielded wire leading to the socket and the socket itself for connecting the cable (this corresponds to Cfi), on the other hand, by the displacement under the action of the field formed by the bottom plate of the capacitor facing the inside of the sensor and the screen electrode (this corresponds to C2); C is the capacitance of the electrical system formed by the inner electrode, the insulating walls and the screen electrode. This part of the capacitance is involved in the creation of an electric field passing through the test substance and is not a parasitic capacitance. The parasitic capacitance C is found by interrupting the mercury contact by tilting the sensor. With the „„, it is easy to determine the constant of the sensor.

Так, емкость СЧ Ci +С (II) где Cij - измеренна емкость датчика, заполпенного ртутью или другой провод щей жидкостью. Из формулы II наход т величину емкости Ci.Thus, the capacitance of the MF is Ci + C (II) where Cij is the measured capacitance of a sensor filled with mercury or another conductive liquid. From formula II, the value of capacitance Ci is found.

На осиовании измерени общей эквивалентной емкости пустого датчика определ ют величину емкости С-2 Со из следующего выражени : -Щ;- + С„ (III)On the axis of measuring the total equivalent capacitance of the empty sensor, determine the value of the capacitance C-2 Co from the following expression: -SH; - + C „(III)

С -f-CoC -f-Co

где Со - емкость электрической системы, образованной внутренним электродом, изол ционными стенками и экранным электродом пустого датчика.where Co is the capacitance of the electrical system formed by the inner electrode, the insulating walls and the screen electrode of the empty sensor.

Определив таким образом паразитную емкость С и посто нные емкости Ci и Со, приступают к анализу веществ. На основании приведенных данных измерени погрещность дл Е составл ет ± 1,5%, дл Хо - d;8i%.Having thus determined the parasitic capacitance C and the constant capacitances Ci and Co, proceed to the analysis of substances. Based on the above measurement data, the error for E is ± 1.5%, for Xo - d; 8i%.

Предмет изобретени Subject invention

1.Датчик дл измерени днэлектрической проницаемости и удельной электропроводности веществ, состо щий из двух коаксиально расположенных цилнндрических электродов (внутреннего и внешнего), разделенных цнлиндрами , выполненными из изол ционного материала, нолость между которыми заполнена исследуе Мым веществом, отличающийс тем, что, с целью повыщени точности и унрощени методики измерений, в иространстве внутреинего цилиндра установлен конденсатор , верхн обкладка которого соединена с внещнн М электродом датчика, а нижн обкладка через ртутный контакт - с внутренним электродом датчика.1. A sensor for measuring the dielectric constant and conductivity of substances, consisting of two coaxially arranged cylindrical electrodes (internal and external), separated by cylinders made of insulating material, the floor between which is filled with My subject, which is different in that to increase the accuracy and improvement of the measurement procedure, a capacitor is installed in the space of the inner cylinder, the upper lining of which is connected to the external M electrode of the sensor, and the lower edge and through a mercury contact - with the internal sensor electrode.

2.Датчик по и. 1, отличающийс тем, что, с целью новыщени точности измерени веществ больщой электропроводности, в проcipancTBe между внутренним и виещиим электродами смонтированы два дополнительных цилиндра из изол ционного материала, образующих донолнительную полость, св заиную с первой полостью трубкой малого сечени .2. Sensor on and. 1, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy of substances of high electrical conductivity, two additional cylinders of insulating material, forming the additional cavity, connected to the first cavity of a small section, are mounted between the internal and external electrodes.

Фиг 2Fig 2