SU1784895A1

SU1784895A1 - First metering contact converter for specific conductance measurement

Info

Publication number: SU1784895A1
Application number: SU904780796A
Authority: SU
Inventors: Sergej G Lichkov
Original assignee: Univ Donetsk
Priority date: 1990-01-10
Filing date: 1990-01-10
Publication date: 1992-12-30

Description

Изобретение относится к области гидрофизических исследований путем изменения удельной электрической проводимости и может найти применение в .экспериментальной гидродинамике для определения параметров турбулентности, а океанологии для исследования тонкой структуры вод океана, а также в Системах автоматического контроля и регулирования технологических процессов.The invention relates to the field of hydrophysical research by changing the electrical conductivity and can be used in experimental hydrodynamics to determine the parameters of turbulence, and oceanology to study the fine structure of ocean waters, as well as in systems for automatic control and regulation of technological processes.

Известен контактный первичный измерительный преобразователь удельной электрической проводимости жидкости, содержащий цилиндрический диэлектрический корпус с двумя симметрично расположенными относительно его оси симметрии цилиндрическими проточными каналами, в каждом из которых симметрично относительно его поперечной плоскости симметрии установлены два электрически соединенные кольцевые токовые электрода, симметрично между которыми установлен кольцевой потенциальный электрод.Known contact primary measuring transducer of the specific electrical conductivity of a liquid, containing a cylindrical dielectric housing with two cylindrical flow channels symmetrically located relative to its axis of symmetry, in each of which two electrically connected annular current electrodes are installed symmetrically relative to its transverse plane of symmetry, symmetrically between which an annular potential electrode.

.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является контактный первичный измерительный преобразователь удельной электрической проводимости, содержащий диэлектрический корпус с цилиндрическим проточным каналом, внутри которого установлены три кольцевых токовых электрода, причем первый и второй токовые электроды установлены у торцов канала и соединены электрически, а третий токовый электрод установлен симметрично между первым и вторым токовыми электродами.The closest in technical essence to the invention is a contact primary measuring transducer of electrical conductivity, containing a dielectric housing with a cylindrical flow channel, inside which three annular current electrodes are installed, the first and second current electrodes are installed at the ends of the channel and are electrically connected, and the third current the electrode is installed symmetrically between the first and second current electrodes.

Недостатком такого преобразователя является низкая точность измерения из-за того, что его электроды выполняют одновременно функции токовых и потенциальных электродов. Поэтому поляризационные импедансы, возникающие на границе разSU..., 1784895 А1 дела электрод-раствор электролита, а также коррозия электродов из-за протекания через них токов существенно снижают точность и долговременную стабильность измерений.The disadvantage of such a converter is the low measurement accuracy due to the fact that its electrodes simultaneously perform the functions of current and potential electrodes. Therefore, polarization impedances arising at the interface between the electrode and electrolyte solution, as well as corrosion of the electrodes due to the flow of currents through them, significantly reduce the accuracy and long-term stability of measurements.

Целью изобретения является повышение точности измерений.The aim of the invention is to improve the accuracy of measurements.

Цель достигается тем, что контактный перййЧный измерительный преобразователь удельной электрической проводимости, содержащий диэлектрический корпус с цилиндрическим проточным каналом, внутри которого установлены три кольцевые токовые электрода, Причем первый и второй токовые электроды установлены у торцов канала и соединены электрически, а третий токовый электрод установлен между первым и втбрым, дополнительно содержит четвертый токовый электрод и два потенциальных электрода, причем четвертый токовый электрод установлен между вто• рым и третьим токовыми электродами таким образом, что расстояние между первым и третьим токовыми электродами равно расстоянию между вторым и четвертым токовыми электродами, первый потенциальный электрод установлен между третьим и четвертым токовыми, а второй потенциальный электрод - на внешней параллельной оси канала поверхности корпуса.The purpose is achieved by the fact that a contact pen type measuring transducer of electrical conductivity, containing a dielectric housing with a cylindrical flow channel, inside which three ring current electrodes are installed, and the first and second current electrodes are installed at the ends of the channel and are electrically connected, and the third current electrode is installed between the first and vbrym, additionally contains a fourth current electrode and two potential electrodes, and the fourth current electrode is installed between the second and • third current electrodes in such a way that the distance between the first and third current electrodes is equal to the distance between the second and fourth current electrodes, the first potential electrode is installed between the third and fourth current, and the second potential electrode - on the outer surface of the housing parallel to the channel axis.

На чертеже показан контактный первичный измерительный преобразователь (ПИП) удельной электрической проводимости (УЭП), продольное сечение.The drawing shows a contact primary measuring transducer (PIP) electrical conductivity (UEC), longitudinal section.

Контактный ПИП УЭП содержит диэлектрический корпус 1 с цилиндрическим проточным каналом 2, внутри которого установлены первый 3, второй 4, третий 5 и четвертый 6 кольцевые токовые электроды и первый кольцевой потенциальный электрод 7, а на внешней поверхности корпуса 1 установлен второй потенциальный электрод 8.The contact PIP UEP contains a dielectric housing 1 with a cylindrical flow channel 2, inside which the first 3, second 4, third 5 and fourth 6 ring current electrodes and the first ring potential electrode 7 are installed, and the second potential electrode 8 is installed on the outer surface of the housing 1.

Контактный ПИП УЭП работает следующим образом.Contact PIP UEP works as follows.

При погружении контактного ПИП УЭП в жидкий раствор электролита вегопроточном канале 2 образуются две цепи соответственно между токовыми электродами 3 и ' 5, 4 и 6, которые попарно подключены к \ противофазным источникам переменного _; синусоидального тока, формирующих одинаковые по величине токи. Токи, протекающие через раствор электролита, приводят к образованию напряжений на потенциальных Электродах 7 и 8. Для создания эквипотенциального объема электролита внутри проточного кан'йла 2 четвертый токовый электрод 6 соединен электрически с третьим токовым электродом 5 и установлен меж ду вторым 4 и третьим 5 токовыми электродами таким образом, что расстояние между первым 3 и третьим 5 токовыми электродами равно расстоянию между вторым 4 и четвертым 6 токовыми электродами. Так как между третьим 5 и четвертым 6 токовыми электродами ток не протекает, то между ними образуется эквипотенциальный объем электролита. Поэтому установка первого потенциального электрода 7 между третьим 5 и четвертым 6 токовыми электродами, т.е. в эквипотенциальном объеме электролита, снижает до минимума его коррозию и увеличивает его дрлговременную стабильность. ./When the contact PIP UEP is immersed in a liquid electrolyte solution in the flow channel 2, two circuits are formed, respectively, between the current electrodes 3 and '5, 4 and 6, which are connected in pairs to antiphase AC sources _; sinusoidal current, forming currents of the same magnitude. The currents flowing through the electrolyte solution lead to the formation of voltages on potential Electrodes 7 and 8. To create an equipotential electrolyte volume inside the flow channel 2, the fourth current electrode 6 is electrically connected to the third current electrode 5 and is installed between the second 4 and the third 5 current electrodes in such a way that the distance between the first 3 and the third 5 current electrodes is equal to the distance between the second 4 and the fourth 6 current electrodes. Since the current does not flow between the third 5 and the fourth 6 current electrodes, an equipotential volume of electrolyte is formed between them. Therefore, the installation of the first potential electrode 7 between the third 5 and the fourth 6 current electrodes, i.e. in the equipotential volume of the electrolyte, reduces to a minimum its corrosion and increases its long-term stability. ./

Такая взаимная установка токовых электродов также приводит к образованию двух одинаковых полупространств, сопротивление одного из которых сосредоточено между первым 3 и третьим 5 токовыми электродами, а сопротивление второго полупространства сосредоточено между вторым 4 и четвертым 6 токовыми электродами. При этом сопротивления полупространств_:соединены параллельно, так как соответственно первый 3 и второй 4, третий 5 и четвертый 6 токовые электроды попарно электрически соединены. Так как между первым 3 и вторым 4 токовыми электродами снаружи корпуса 1 контактного ПИП УЭП ток не протекает, то измерительный рбъем этого ПИП сосредоточен внутри проточного канала между первым З и вторым 4 токовыми электродами, а снаружи корпуса 1 образуется второй Эквипотенциальный объем электролита. Именно поэтому второй потенциальный электрод 8 установлен на внешней параллельной оси канала поверхности корпуса 1. Таким образом, в предлагаемом контактном ПИП УЭП поляризационные импедансы потенциальных электродов сведены до минимума, а также до минимума снижена их коррозия, что приводит к увеличению долговременной стабильности потенциальных электродов.This mutual installation of current electrodes also leads to the formation of two identical half-spaces, the resistance of one of which is concentrated between the first 3 and third 5 current electrodes, and the resistance of the second half-space is concentrated between the second 4 and fourth 6 current electrodes. In this case, the resistances of the half-spaces _{: are} connected in parallel, since, respectively, the first 3 and second 4, the third 5 and fourth 6 current electrodes are electrically connected in pairs. Since the current does not flow between the first 3 and second 4 current electrodes outside the housing 1 of the contact PIP UEP, the measuring volume of this PIP is concentrated inside the flow channel between the first 3 and the second 4 current electrodes, and outside the housing 1 a second Equipotential electrolyte volume is formed. That is why the second potential electrode 8 is installed on the outer parallel axis of the channel surface of the housing 1. Thus, in the proposed contact PIP UEP, the polarization impedances of potential electrodes are minimized, and their corrosion is also reduced to a minimum, which leads to an increase in the long-term stability of potential electrodes.

Потенциальный электроды 7 и 8 измеряют напряжения соответствующих эквипотенциальных объемов электролита. При поддержании постоянной по величине разности напряжений потенциальных электродов ток, протекающий через измерительный объем контактного ПИП УЭП, прямо пропорционален значению УЭП в измерительном объеме. При этом полностью исключается влияние на точность измерений поляризационных импедансов токовых электродов.Potential electrodes 7 and 8 measure the voltages of the corresponding equipotential volumes of the electrolyte. While maintaining the voltage difference of the potential electrodes constant in magnitude, the current flowing through the measuring volume of the contact PID UEP is directly proportional to the value of the UEP in the measuring volume. This completely eliminates the influence on the accuracy of measurements of the polarization impedances of the current electrodes.

Claims

Claim

A contact primary measuring transducer of electrical conductivity containing a dielectric housing with a cylindrical flow channel, inside which three annular current electrodes are installed, with the first and second current electrodes installed at the ends of the channel and electrically connected, and the third current electrode is installed between the first and second, from which, in order to improve the measurement accuracy, it additionally contains a fourth current electrode and two potential electrodes, and the fourth current electrode is installed between the second and third current electrodes in such a way that the distance between the first and third current electrodes is equal to the distance between the second and fourth current electrodes, the first potential electrode is installed between the third and fourth current electrodes, and the second potential electrode is located on the outer, parallel to the channel axis, of the housing surface. . · ''.

-o -O

-Ό

-ABOUT