SU493718A1

SU493718A1 - Measurement of chemical potential of water

Info

Publication number: SU493718A1
Application number: SU1874114A
Authority: SU
Inventors: Александр Миронович Глобус
Original assignee: Агрофизический научно-исследовательский институт
Priority date: 1973-01-19
Filing date: 1973-01-19
Publication date: 1975-11-28

Description

1one

Изобретение относитс к области технической физики и может быть использовано при исследовании водно-физических свойств почв, пористых материалов, в биофизике, физической химии, физиологии растений, пищевой промышленности и т. д.The invention relates to the field of technical physics and can be used in the study of water-physical properties of soils, porous materials, in biophysics, physical chemistry, plant physiology, food industry, etc.

Известен психрометрический способ определени химического потенциала Ф с помощью термоэлектрического психрометра па эффекте Пельтье, основанный также па измерении равновесной относительной влажности Е пад исследуемым объектом и числении Ф по соотноRTA psychrometric method for determining the chemical potential F using a thermoelectric psychrometer using the Peltier effect is also known. It is also based on measuring the equilibrium relative humidity E pad by a test object and the number F using the RT ratio

шению Ф - In Е, где R - универсальна МF - In E, where R is universal M

газова посто нна ; М - молекул рный вес.gas constant; M is the molecular weight.

Способ основан на использовании миниатюрной дифференциальной термопары, один из спаев которой при пропускании посто нного тока охлаждаетс за счет эффекта Пельтье и превращаетс в смоченный термометр, скорость испарени с которого и возникающа термо-э.д.с. пропорциональны и Ф.The method is based on the use of a miniature differential thermocouple, one of the junctions of which is cooled by passing a direct current due to the Peltier effect and turns into a wetted thermometer, the evaporation rate from which the resulting thermal emf is generated. proportional and F.

Предлагаемое изобретение относитс к способам измерени химического потенциала воды с помощью термопарного психрометра па эффекте Пельтье.The present invention relates to methods for measuring the chemical potential of water using a thermocouple psychrometer using the Peltier effect.

Дл измерени и Ф используют величину термо-э.д.с., т. е. амплитуду А сигнала психрометра , путем калибровки над растворами с известными Е и Ф ее привод т в соответствие с величиной Ф в исследуемой среде, в атмосфере которой провод т измерение.For measurement and Ф, use the value of thermo-emf., I.e., the amplitude A of the psychrometer signal, by calibrating over solutions with known E and F, it is adjusted to the value of Ф in the test medium, in which measurement

Однако вследствие р да причин, главной из которых вл етс уменьщение количества конденсата с уменьшением Ф, св зь между амплитудой А сигнала и Ф вл етс неоднозначной и имеет вид, показанный на фиг. 1. Неоднозначное , требует записи сигнала, который в област х правее и левее максимума кривойHowever, due to a number of reasons, the main one being the decrease in the amount of condensate with decreasing Φ, the relationship between the amplitude A of the signal and Φ is ambiguous and has the form shown in FIG. 1. Ambiguous, requires recording of the signal, which in the areas to the right and left of the curve maximum

фиг. 2 имеет разную форму (кривые 1-3 и 4-5 фиг. 1) и последующей визуальной расщифровки его, что создает большие трудности дл автоматизации метода измерений.FIG. 2 has a different shape (curves 1–3 and 4–5 in Fig. 1) and subsequent visual decoding of it, which creates great difficulties for automating the measurement method.

Друга особенность современного способа использовани термопарного психрометра дл измерени Ф - сильна температурна зависимость амплитуды его сигнала. При данном значении Ф величина А существенно возрастает с температурой. Так температурна зависимость термопарного влагопотендиометра Пельтье, типична дл приборов этого типа, характеризуетс соотношением С 0,1033+ +0,0133 Т (мкв бар-град-).Another feature of the modern method of using a thermocouple psychrometer to measure Φ is the strong temperature dependence of the amplitude of its signal. With this value of F, the value of A significantly increases with temperature. So the temperature dependence of the thermocouple moisture meter Peltier, typical for devices of this type, is characterized by the relation С 0.1033+ +0.0133 T (µV bar-deg-).

Поэтому приходитс , во-первых, снимать калибровочные кривые при нескольких температурах , что увеличивает затраты времени, вовторых , измер ть и учитывать температуру исследуемого объекта, в-третьих, это серьезноTherefore, it is necessary, firstly, to take calibration curves at several temperatures, which increases the time spent, secondly, to measure and take into account the temperature of the object under study, and thirdly, this is serious

затрудн ет автоматизацию измерений.difficult to automate measurements.

Предлагаемый способ позвол ет устранить эти трудности.The proposed method eliminates these difficulties.

Длительность импульса термопарного психрометра , в отличие от амплитуды, св зана с величиной Ф зависимостью, лишенной экстремума . Таким образом, если судить о величине Ф по длительности импульса, исключаетс возможность прин ть сигнал о низком значении Ф за сигнал о высоком его значении.The pulse duration of a thermocouple psychrometer, in contrast to amplitude, is related to the value of Φ by a dependence without an extremum. Thus, judging the value of Φ by the pulse duration, the possibility of accepting a signal of a low Φ as a signal of its high value is excluded.

На фиг. 3 показана св зь между длительностью импульса Д психрометра и химическим потенциалом воды Ф. В данном случае длительность выражена через полуширину, т. е. через длительность на уровне нолуамплитуды.FIG. Figure 3 shows the relationship between the duration of the impulse D of the psychrometer and the chemical potential of water F. In this case, the duration is expressed in half width, i.e., through the duration at the level of zero amplitude.

Однозначность этой св зи во всей области применени термопарного психрометра на эффекте Пельтье (до -10000 дж/кг) исключает необходимость визуальной интерпретации сигнала и облегчает автоматизацию измерений.The uniqueness of this connection in the entire field of application of the thermocouple psychrometer on the Peltier effect (up to -10000 J / kg) eliminates the need for visual interpretation of the signal and facilitates the automation of measurements.

В отличие от функции потенциал-амплитуда , функци потенциал-длительность практически не зависит от температуры. Это исключает необходимость калибровок прибора при разных температурах и упрощает автоматизацию измерений.Unlike the potential-amplitude function, the potential-duration function is practically independent of temperature. This eliminates the need for instrument calibrations at different temperatures and simplifies the automation of measurements.

Таким образом, определение Ф с помощью термоцарного психрометра Пельтье на основании заранее установленной св зи между величиной химического потенциала воды Ф и длительностью импульса психрометра обладает существенными преимуществами по сравнению с использованием св зи между потенциалом и амплитудой (термо-э.д.с.).Thus, the definition of Φ using a thermocarcic Peltier psychrometer on the basis of a pre-established relationship between the magnitude of the chemical potential of water Φ and the duration of a psychrometer pulse has significant advantages compared to using the relationship between potential and amplitude (thermo-emf).

Пример осуществлени способа. В измерительной цепи термоэлектрического психрометра Пельтье наход тс : усилитель посто нного тока, измерительный прибор и самопишущий потенциометр ЭПП-09. На шкале последнего установлена контактна группа, устроенна таким образом, что при ходе каретки самописца вправо (передний фронт импульса прибора) замыкаетс одна группа контактов,An example of the method. In the measuring circuit of a Peltier thermoelectric psychrometer there are: a DC amplifier, a measuring device and a self-recording potentiometer EPP-09. On the scale of the latter, a contact group is set up, arranged in such a way that when the recorder carriage moves to the right (the leading edge of the instrument pulse), one group of contacts is closed,

запуска электрический хронометр типа Ф-599. При обратном движении каретки и возврате ее в первоначальное положение (задний фронт импульса прибора) замыкаетс втора группа контактов, останавлива хронометр,start-up electric chronometer type F-599. When the carriage reverses and returns to its original position (the rear edge of the instrument pulse), the second group of contacts is closed, the chronometer is stopped,

который при этом указывает длительность импульса . Провод т измерени над растворами, имеющими известные величины Ф, и стро т, кривую - потенциал-длительность. Затем измер ют длительность импульса над исследуемой средой и с помощью калибровочной кривой наход т Ф.which indicates the duration of the pulse. Measurements are carried out on solutions having known values of Φ, and a curve is constructed for a potential-duration. Then, the pulse duration above the test medium is measured, and F. is determined using a calibration curve.

Предмет изобретени Subject invention

Способ измерени химического потенциала воды в исследуемом веществе, основанный на измерении термо-э.д.с. с помощью термоэлектрического микропсихрометра на эффекте Пельтье, отличающийс тем, что, с цельюThe method of measuring the chemical potential of water in the test substance, based on the measurement of thermo-emf. using a Peltier thermoelectric micro-psychrometer, characterized in that

повышени точности измерений, измер ют длительность импульса термо-э.д.с. термоэлектрического микропсихрометра, по которой рассчитывают химический потенциал воды.increase the accuracy of measurements, measure the duration of the pulse thermal emf. thermoelectric micropsychrometer, which calculate the chemical potential of water.