SU1718098A1 - For automatic measurement of hydrogen ion concentration - Google Patents

For automatic measurement of hydrogen ion concentration Download PDF

Info

Publication number
SU1718098A1
SU1718098A1 SU894751042A SU4751042A SU1718098A1 SU 1718098 A1 SU1718098 A1 SU 1718098A1 SU 894751042 A SU894751042 A SU 894751042A SU 4751042 A SU4751042 A SU 4751042A SU 1718098 A1 SU1718098 A1 SU 1718098A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
electrodes
sensor
solution
metal oxide
converter
Prior art date
Application number
SU894751042A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Владимирович Подборнов
Original Assignee
Тюменский индустриальный институт им.Ленинского комсомола
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тюменский индустриальный институт им.Ленинского комсомола filed Critical Тюменский индустриальный институт им.Ленинского комсомола
Priority to SU894751042A priority Critical patent/SU1718098A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1718098A1 publication Critical patent/SU1718098A1/en

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технике непрерывного автоматического измерени  концентрации ионов водорода растворов, наход щихс  в аппаратах при высоких температурах и давлении, и может быть применено в различных отрасл х промышленности. Целью изобретени   вл - .етс  расширение области применени  и по- вышение точности. Указанна  цель достигаетс  тем, что пробу раствора после дросселировани , охлаждени  подвергают электродиализу, затем после измерени  концентрации водорода обычным методом направл ют в сравнительную  чейку дифференциального датчика с металлоксидны- ми электродами, где растворы сравнивают при одинаковых параметрах. Отсчет берут по показани м рН-метра, скорректированным на величину запаздывани  движени  пробы при нулевой разности потенциалов между электродами металлоксидного датчика . 1 ил. ЁThe invention relates to a technique for the continuous automatic measurement of the concentration of hydrogen ions of solutions in apparatus at high temperatures and pressures, and can be applied in various parts of the industry. The aim of the invention is to expand the scope and improve accuracy. This goal is achieved by testing the solution after throttling, cooling is subjected to electrodialysis, then after measuring the hydrogen concentration using a conventional method, it is sent to a comparative cell of a differential sensor with metal oxide electrodes, where the solutions are compared with the same parameters. The readout is taken according to the pH meter, corrected for the amount of sample movement delayed at zero potential difference between the metal oxide sensor electrodes. 1 il. Yo

Description

Изобретение относитс  к технике непрерывного автоматического измерени  концентрации иЬнов водорода (рН) растворов , наход щихс  в аппаратах при высоких температурах и давлени х, и может быть применено в различных отрасл х промышленности , например энергетике.The invention relates to a technique for the continuous automatic measurement of the hydrogen ion concentration (pH) of solutions in apparatus at high temperatures and pressures, and can be applied in various industries, such as power engineering.

Известны способы и на их основе прибор дл  непрерывного автоматического измерени  рН растворов в аппаратах при высоких температурах и давлени х, который содержит последовательно включенные первый дроссель, холодильник, второй дроссель, датчик со стекл нным измерительным и сравнительным электродами, по- будитель расхода (насос), датчик с металл оксидны ми электродами, разделенными пористой, например керамической, перегородкой, Электроды датчика со стекл нным электродом и датчика с металло- ксидными электродами подсоединены к входу сдвоенного автоматического потенциометра .Methods are known and, on their basis, a device for continuous automatic measurement of the pH of solutions in apparatus at high temperatures and pressures, which contains a series-connected first choke, a cooler, a second choke, a sensor with glass measuring and comparative electrodes, a flow meter (pump) , a sensor with metal oxide electrodes separated by a porous, for example, ceramic, partition wall; Electrodes of the sensor with glass electrode and sensor with metal oxide electrodes are connected to the input doubling the motor potentiometer.

Однако данный прибор обладает недостаточной точностью, св занной с процедурой суммировани  двух независимых измерений. Ошибки измерени  двух таких датчиков также суммируютс . Кроме того, возможна дополнительна  динамическа  погрешность, св занна  с несогласованностью подачи пробы эталонизированного (измеренного датчиком со стекл нным и сравнительным электродами) раствора вHowever, this device has insufficient accuracy associated with the procedure for the summation of two independent measurements. The measurement errors of two such sensors are also summarized. In addition, an additional dynamic error is possible due to the inconsistency of the sample supply of the standardized (measured by the sensor with glass and comparative electrodes) solution in

СОWITH

о чoh h

0909

сравнительную  чейку датчика с металло- ксидными электродами.comparative sensor cell with metal oxide electrodes.

Наиболее близким к предлагаемому устройству автоматического измерени  рН растворов, наход щихс  в аппаратах при высоких давлени х и температуре,  вл етс  устройство, которое состоит из последовательно включенных первого дроссел , холо- дильника, второго дроссел , электродиалиэной  чейки с двум  электродами , разделенными пористой перегородкой , датчик.) со стекл нным измерительным и сравнительным электродами, побудител  расхода пробы раствора (насоса) и датчика с металлоксидными электродами, разделенными пористой перегородкой. Причем электроды датчика со стекл нным и сравнительным электродами подключены через высокоомный преобразователь к электронному автоматическому потенциометру (вторичному прибору), а электроды датчика с металлоксидными электродами через нуль-индикаторный и регулирующий блоки управл ют процессом электродиализа пробы раствора в электродиализной  чейке.Closest to the proposed device for automatically measuring the pH of solutions in high pressure and high pressure apparatuses is a device consisting of a series of first drops, a cooler, a second drop, an electrodialysis cell with two electrodes separated by a porous partition, sensor.) with glass measuring and comparative electrodes, prompting the flow rate of the sample solution (pump) and sensor with metal oxide electrodes separated by a porous partition. Moreover, the sensor electrodes with glass and comparative electrodes are connected via a high-resistance transducer to an electronic automatic potentiometer (secondary device), and the sensor electrodes with metal oxide electrodes control the process of electrodialysis of a sample of a solution in an electrodialysis cell through a zero-indicator and control unit.

Однако известное устройство имеет недостаточную точность, св занную с по вле- нием динамической погрешности от несогласованности подачи эталонизиро- ванной пробы раствора в  чейку сравнени  датчика с металлоксидными электродами.However, the known device has insufficient accuracy due to dynamic errors due to inconsistencies in the supply of the standardized sample solution to the cell comparing the sensor with metal oxide electrodes.

Цель изобретени  - расширение области применени  и увеличение точности измерени .The purpose of the invention is to expand the scope and increase the accuracy of measurement.

Достигаетс  данна  цель тем, что в устройство дополнительно входит блок регулируемого запаздывани , блок управлени  началом работы вторичного прибора, преобразовательно-регулирующий блок и счет- чик. подачи пробы, раствора. Причем последний через преобразовательно-регу- лируюа ий блок и блок регулируемого запаздывани  соединен с вторичным прибором, который включаетс  от блока начала работы вторичного прибора, соединенного с нуль-индикаторным устройством.This goal is achieved by the fact that the device additionally includes an adjustable time lag unit, a control unit for the start of operation of the secondary device, a converter unit and a counter. sample feed, solution. Moreover, the latter is connected via a converter unit and an adjustable delay unit to a secondary device, which is connected from the starting unit of the secondary device, connected to a null-indicator device.

На чертеже приведена структурна  схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство содержит аппарат 1 с высокотемпературным теплоносителем или раствором технологического назначени , дросселирующие устройства 2, холодильник 3, электродиализную  чейку 4, разделенную пористой перегородкой 5 на два пространства с. электродами б, датчик 7 со стекл нным измерительным и сравнительным электродами, выходы последних соеди - иены с входом высокоомного преобразовател  8, который через блок &The device contains an apparatus 1 with a high-temperature coolant or solution for technological purposes, throttling devices 2, a refrigerator 3, an electrodialysis cell 4, divided by a porous partition 5 into two spaces. electrodes b, sensor 7 with glass measuring and comparative electrodes, the outputs of the latter are connected to the yen with the input of a high-resistance converter 8, which, through the &

регулируемого запаздывани  св зан с вторичным прибором 10, например электронным автоматическим потенциометром. Датчик с металлоксидными электродами 11an adjustable lag is associated with a secondary device 10, for example, an electronic automatic potentiometer. Sensor with metal oxide electrodes 11

содержит два металлоксидных электрода 12 один из которых находитс  непосредственно в измерительном растворе, а другой св зан с измерительным раствором через пористую, например керамическую, перего0 родку 13.It contains two metal oxide electrodes 12, one of which is directly in the measuring solution, and the other is connected to the measuring solution through a porous, for example, ceramic, septum 13.

Электроды 12 датчика с металлоксидными электродами 11 соединены с нуль-индикаторным устройством 14. Последнее с помощью регул тора 15 управл ет процес5 сом электродиализа в электродиализной  чейке 4. Побудитель расхода охлажденной и эталонизированной (измеренной датчиком 7) пробы раствора, например плунжерный насос 16, снабжен счетчиком оборотов,The electrodes 12 of the sensor with metal oxide electrodes 11 are connected to a zero-indicator device 14. The latter controls the electrodialysis cell in an electrodialysis cell 4 by means of the regulator 15. The booster flow rate cooled and standardized (measured by the sensor 7) sample solution, for example plunger pump 16, is equipped rev counter,

0 регистрирующим подачу количества жидкости (счетчик 17 подачи пробы раствора), Последний через преобразовательно-регулирующий блок 18 управл ет работой блока 9 регулируемого запаздывани . Си5 стема имеет блок 19 включени  вторичного прибора 10 от нуль-индикаторного устройства 4. 0 registering the supply of the amount of liquid (the sample sample supplying counter 17), the latter, through the converter-control unit 18, controls the operation of the adjustable delay unit 9. The system has a switch-on unit 19 for switching on the secondary device 10 from the zero-indicator device 4.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

0 Проба раствора из аппарата 1 проходит последовательно через первый дроссель 2, холодильник 3, второй дроссель 2 и параметры раствора (температура и давление) снижаютс  до пределов, достаточных дл 0 A sample of the solution from the apparatus 1 passes sequentially through the first choke 2, the cooler 3, the second choke 2, and the parameters of the solution (temperature and pressure) are reduced to the limits sufficient for

нормальной работы электродиализной  чейки 4 и датчика со стекл нным измерительным и сравнительным электродами 7. Далее проба поступает в электродиализную  чейку 4, на электроды 6 которой с помощьюnormal operation of the electrodialysis cell 4 and a sensor with a glass measuring and comparative electrodes 7. Next, the sample enters the electrodialysis cell 4, on the electrodes 6 of which by

0 регул тора 15 тока прикладываетс  разность потенциалов, пол рность и величина которой зависит от пол рности и величины разности потенциалов между металлоксидными электродами 12 в дифференциальном0 a current regulator 15 applies a potential difference, the polarity and the value of which depends on the polarity and the value of the potential difference between the metal oxide electrodes 12 in the differential

5 высокотемпературном датчике с металлоксидными электродами 11, фиксируема  нуль-индикаторным устройством. Назначение подсистемы состо щей из высокотемпературное датчика 11 с металлоксидными5 high-temperature sensor with metal oxide electrodes 11, fixed by a zero-indicator device. The purpose of the subsystem consisting of a high-temperature metal oxide sensor 11

0 электродами 12, нуль-индикаторного устройства 14 и регул тора 15, такое, чтобы путем электродиализа в одном из пространств электродиализатора 4 подкисл ть или подщелачивать пробу раствора, т.е.0 by electrodes 12, a zero-indicator device 14 and a regulator 15, such that by electrodialysis in one of the spaces of electrodialysis 4, acidification or alkalinization of a solution of the solution, i.e.

5 приводить значение рН пробы к рН раствора в аппарате, что регистрируетс  на нуль- индикаторном устройстве 14 нулевой разностью потенциалов.5, to bring the pH value of the sample to the pH of the solution in the apparatus, which is recorded on the zero-indicator device 14 with zero potential difference.

Если пространство в электродиализато- jse 4, сообщающеес  с датчиком 7.  вл етс If the space in the electrodialysis jse 4 is connected to the sensor 7. is

в результате работы регул  ора 15 катодным , то на электроде 6 в данном пространстве (на рисунке левое относительно перегородки 5) будет происходить реакци  отдачи электронов ионам водородаAs a result of the regulation of the cathode regulator 15, then on the electrode 6 in the given space (left in the figure relative to the partition 5) the reaction of the electron transfer to the hydrogen ions will occur

|H2f| H2f

и рН раствора будет увеличиватьс .and the pH of the solution will increase.

Если же данное пространство будет анодным, то на электроде 6 будет реакци If this space is anodic, then the electrode 6 will react

20Н-4ё20H-4e

2 Н20+ 0212 Н20 + 021

и рН раствора будет уменьшатьс .and the pH of the solution will decrease.

В данной ситуации возможно два случа , Во-первых, точность работы данной подсистемы така , что во всех временных диапазонах работы подсистемы значение нулевого потенциала между электродами 12 поддерживаетс  с отклонени ми, не превышающими допустимые. В этом случае значение рН, регистрируемое датчиком 7 со стекл нным измерительным и сравнительным электродами с высокоомным преобразователем 8 и, в последующем, на вторичном приборе 10, будет соответствовать истинному значению рН в аппарате. Во-вторых подсистема регулировани  не поддерживает разность потенциалов на электродах 12 с требуемой точностью. Датчик 11с металлоксидными электродами 12 ввиду больших запаздываний в подсистеме: электродиализатор 4, датчик 7, насос 16, высокотемпературный датчик 11, обычно выдает разность потенциалов, колеблющуюс  относительно нул , Но только при нулевой разности потенциалов значение рН раствора в аппарате будет совпадать с приведенной к тем же услови м по температуре и давлению пробой раствора. Назначение блока 19 заключаетс  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 врем In this situation, two cases are possible. Firstly, the accuracy of this subsystem is such that in all time ranges of the subsystem's operation, the value of zero potential between the electrodes 12 is maintained with deviations not exceeding the allowable ones. In this case, the pH value recorded by sensor 7 with glass measuring and comparative electrodes with a high-resistance converter 8 and, subsequently, on the secondary device 10, will correspond to the true pH value in the apparatus. Secondly, the control subsystem does not support the potential difference across the electrodes 12 with the required accuracy. Sensor 11 with metal oxide electrodes 12 due to large delays in the subsystem: electrodialyzer 4, sensor 7, pump 16, high-temperature sensor 11, usually outputs a potential difference that fluctuates relative to zero, But only at zero potential difference will the pH value of the solution in the apparatus coincide with that given same conditions for temperature and pressure of the solution breakdown. The purpose of block 19 is to turn on the device 10 (or only its indicator and recording devices) only when the potential difference on the zero-indicator device 14 is zero (with some error). The device 10 records the pH value with a lag of time

,,

где L-.длина линии запаздывани  отдатчика 7 до металлоксидного электрода 11;where L is the length of the delay line of the transmitter 7 to the metal oxide electrode 11;

V - скорость движени  раствора по линии запаздывани ),V is the rate of movement of the solution along the delay line),

т.е. то, которое датчик 7 совместно с преобразователем 8 зарегистрировал уже и оно записано в пам ти блока 9 чистого запаздывани . Врем  запаздывающего считывани  в блоке 9 устанавливаетс  регулирующим блоком 18 на основе измерений, например, скорости работы плунжерного насоса 16 5 датчиком 17, (Возможна  и установка датчика 17 скорости потока непосредственно в поток пробы).those. That which the sensor 7, together with the converter 8, has already registered and has been recorded in the memory of the clean delay unit 9. The delayed reading time in block 9 is set by the regulator block 18 on the basis of measurements, for example, of the speed of operation of the plunger pump 16 5 by the sensor 17, (It is also possible to install the sensor 17 of the flow velocity directly into the sample stream).

Таким образом в устройстве путем совместной работы блока 19, включающегоThus in the device by the joint operation of the block 19, including

0 вторичный показывающий и записывающий прибор 10 только на период времени нулевого значени  разности потенциалов, выдаваемой датчиком 11, и работы датчика измерени  скорости подачи раствора со5 вместно с преобразовательно-регулирующим блоком 18 устанавливают значение величины запаздывани  в блоке 9 с выдачей значений рН прибору 10. Реализовать запись значений рН, выдаваемых блоком 8, в0 the secondary indicating and recording device 10 only for the period of time of the zero value of the potential difference outputted by the sensor 11, and the operation of the measurement solution flow rate sensor co5, together with the conversion control unit 18, determine the value of the delay value in block 9 with the output of the pH values 10. Apply recording the pH values given by block 8 to

0 блоке 9 можно, например, на магнитном барабане или магнитной ленте замкнутого контура, вращение которого блоком 18 синхронизировано с работой насоса 16, а рассто ние между записывающей и0 block 9, for example, on a magnetic drum or magnetic tape of a closed circuit, the rotation of which by block 18 is synchronized with the operation of pump 16, and the distance between the recording and

5 считывающей головкой устанавливаетс  пропорционально длине линии запаздывани  отдатчика 7 до поступлени  пробы раствора в сравнительную  чейку датчика 11. Сигнал на магнитном барабане или магнит0 ной ленте замкнутого контура можно записывать в цифровой форме, предварительно преобразовав его с помощью аналого-цифрового преобразовател . После считывающей головки необходимо установить5, the read head is set proportionally to the length of the delay line of the transmitter 7 before the sample solution enters the comparative cell of sensor 11. The signal on the magnetic drum or magnetic tape of a closed circuit can be recorded in digital form, previously converted using an analog-digital converter. After the read head must be installed

5 стирающую головку дл  освобождени  пол  дл  новой записи.5 erasing head to clear the field for a new entry.

Технико-экономическа  эффективность предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаетс  в расширении воз0 можности устройства распростран ть контроль на растворы с малой буферной емкостью, например, на обессоленную воду , котора  часто примен етс  в качестве теплоносител  в энергетических агрегатах.The technical and economic efficiency of the proposed device in comparison with the known one consists in expanding the device's ability to extend control to solutions with a small buffer capacity, for example, desalinated water, which is often used as a heat carrier in power units.

Claims (1)

5 Формула изоб р. етени 5 Formula izob. eteny Устройство дл  автоматического измерени  концентрации ионов водорода, содержащее последойательно включенные первый дроссель, холодильник, второйA device for automatically measuring the concentration of hydrogen ions, containing successively included first choke, cooler, second 0 дроссель, электроди.1лизную  чейку, содержащую электроды, разделенные пористой мембраной, датчик со стекл нным индикаторным и сравнительным электродами, побудитель расхода пробы раствора и датчик0 choke, electrodynamic cell containing electrodes separated by a porous membrane, a sensor with a glass indicator and comparative electrodes, a solution sample flow booster and a sensor 5 с металлоксидными электродами, разделенными пористой перегородкой, причем электроды датчика со стекл нным и сравнительным электродами соединены через преобразователь с вторичным прибо- вом, а электроды датчика с5 with metal oxide electrodes separated by a porous partition, the sensor electrodes with glass and comparative electrodes being connected via a converter to the secondary device, and the sensor electrodes with металлокеидными электродами соединены с входом: нуль-индикаторного устройства, выход которр.го соединен с входом регулирующего блока, выход последнего соединен с электродами электродиализной  чейки, отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени  и увеличени  точности измерени , устройство дополнительно содержит блок регулируемого запаздывани , блок управлени  началомmetal oxide electrodes are connected to the input: a zero-indicator device, the output of which is connected to the input of the regulating unit, the output of the latter is connected to the electrodialysis cell electrodes, characterized in that, in order to expand the field of application and increase the accuracy of measurement, the device additionally contains an adjustable delay unit start control block работы вторичного прибора, преобразовательно-регулирующий блок и счетчик подачи пробы раствора, причем счетчик .подачи пробы раствора через преобразовательно-регулирующий блок и блок регулируемого запаздывани  соединен с вторичным прибором, который включаетс  от блока начала работы вторичного прибора, соединенного с нуль-индикаторным устройством.operation of the secondary device, the converter-regulating unit and the sample delivery counter of the solution, the counter of supplying the sample solution through the converter-regulating unit and the adjustable delay unit connected to the secondary device, which is connected from the starting device of the secondary device connected to the zero-indicator device. Ј9-нЈ9-n
SU894751042A 1989-10-23 1989-10-23 For automatic measurement of hydrogen ion concentration SU1718098A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894751042A SU1718098A1 (en) 1989-10-23 1989-10-23 For automatic measurement of hydrogen ion concentration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894751042A SU1718098A1 (en) 1989-10-23 1989-10-23 For automatic measurement of hydrogen ion concentration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1718098A1 true SU1718098A1 (en) 1992-03-07

Family

ID=21475494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894751042A SU1718098A1 (en) 1989-10-23 1989-10-23 For automatic measurement of hydrogen ion concentration

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1718098A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 161955, кл. G 01 N 27/56, 1967. Подборное Н.В. Автоматический контроль кислотности путем сравнений растворов. - Извести ВУЗов, сер. Нефть и газ, 1969, №7, с.76-82. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5041386A (en) Concentration cycles, percent life holding time and continuous treatment concentration monitoring in boiler systems by inert tracers
US2832734A (en) Coulometric systems
US2584954A (en) Self-balancing electrical system and method
US3902369A (en) Measurement of the differential pressure of liquid metals
CN105651412B (en) A kind of measurement method and measuring circuit for PT1000 temperature sensors
US2949765A (en) Measuring circuit for fluid analyzers
US3192017A (en) Continuous recording titrator
US3341430A (en) Coulometric titration employing on-off cycling
SU1718098A1 (en) For automatic measurement of hydrogen ion concentration
EP0777120A2 (en) Apparatus for detecting anions in water
US4180440A (en) Variable endpoint analyzer
Van der Schoot et al. The ISFET in analytical chemistry
US4691168A (en) High purity water calibrating device
US3843489A (en) Method of determining surface area and meter therefor
FI80611B (en) Arrangement for automatic control of the working process in filter presses
SU1138711A1 (en) Material for gas permeability determination method
GB2051371A (en) Calibration of liquid analyser
ES8900241A1 (en) Gas monitoring method and device.
JP2575662B2 (en) On-line analyzer for moisture in gas samples
Merrill Pseudoplastic flow: Viscometry, correlations of shear stress vs. shear rate, and prediction of laminar flow in tubes
SU1332211A1 (en) Device for checking the humidity of materials being frozen
SU1368715A1 (en) Arrangement for determining thermal resistance of substances
JPS61178643A (en) Particle analyser
SU930135A1 (en) Device for measuring signal rms value
SU1260811A1 (en) Heat conduction detector