SU851240A1 - Conductivity meter sensing element - Google Patents

Conductivity meter sensing element Download PDF

Info

Publication number
SU851240A1
SU851240A1 SU792831396A SU2831396A SU851240A1 SU 851240 A1 SU851240 A1 SU 851240A1 SU 792831396 A SU792831396 A SU 792831396A SU 2831396 A SU2831396 A SU 2831396A SU 851240 A1 SU851240 A1 SU 851240A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
current
coil
medium
electrodes
toroidal
Prior art date
Application number
SU792831396A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Левцов
Александр Маркович Трохан
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4126
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 Предприятие П/Я Г-4126 filed Critical Предприятие П/Я Г-4126
Priority to SU792831396A priority Critical patent/SU851240A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU851240A1 publication Critical patent/SU851240A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

Изобретение относится к физикохимическому анализу и может быть использовано для работы в качестве . чувствительного элемента (первичного 'преобразователя) в радиотехнической измерительной цепи устройства для * определения удельной электропроводности (УЭ) жидкости.The invention relates to physicochemical analysis and can be used to work as. a sensitive element (primary 'converter) in the radio-technical measuring circuit of the device for * determining the electrical conductivity (UE) of the liquid.

Известен чувствительный элемент, который содержит тороидальную катушку для возбуждения в среде электро-® магнитного поля, а также приемную ' тороидальную катушку. Измерительный эффект заключается в том, что наведенная в приемной катушке ЭДС пропорциональна УЭ среды £1].A sensitive element is known which contains a toroidal coil for excitation in the medium of an electro-magnetic field, as well as a receiving 'toroidal coil. The measuring effect is that the emf induced in the receiving coil is proportional to the RE of the medium £ 1].

Недостатками известного чувствительного элемента являются необходимость в громоздком магнитном экранировании устройства из-за высокой чувствительности приемной цепи к магнитным наводкам, в частности, к магнитному полю Земли, а также полям рассеяния в возбуждающей катушке;The disadvantages of the known sensitive element are the need for bulky magnetic shielding of the device due to the high sensitivity of the receiving circuit to magnetic pickups, in particular, to the Earth’s magnetic field, as well as to the scattering fields in the exciting coil;

зависимость коэффициента связи между катушками от частоты питающего напряжения, что приводит к трудности при использований прецезионных балансных схем измерения, поскольку в генераторах синусоидальных колебаний всегда присутствуют высшие гармоники; слишком большой объем пространственного осреднения, поскольку используют такой режим измерения, когда ток через отверстия катушек не фиксирован, а пропорционален УЭ среды.the dependence of the coupling coefficient between the coils on the frequency of the supply voltage, which leads to difficulties when using precision balanced measuring circuits, since higher harmonics are always present in sinusoidal oscillation generators; too much spatial averaging, since they use such a measurement mode when the current through the holes of the coils is not fixed, but proportional to the RE of the medium.

Наиболее близкой к предлагаемому чувствительному элементу по технической сущности является четырехэлектродная электролитическая ячейка, которая содержит средство для подвода электромагнитного поля к исследуемой среде и измерительные электроды £2].Closest to the proposed sensitive element in technical essence is a four-electrode electrolytic cell, which contains means for supplying an electromagnetic field to the test medium and measuring electrodes £ 2].

Недостаток указанной ячейки состоит в негативном влиянии электролитической поляризации электродов на точность измерения, поскольку при протекании значительного тока через границу раздела фаз (металл-электролит) возникает, паразитный поляризационный импеданс (резистивно-емкостной) . Точность измерений, кроме того, снижается из-за загрязнения токовых электродов, а также, при определенных условиях, в результате выделения на них газообразных Продуктов электрохимических реакций.The disadvantage of this cell is the negative effect of the electrolytic polarization of the electrodes on the measurement accuracy, since when a significant current flows through the phase boundary (metal-electrolyte), a parasitic polarization impedance (resistive-capacitive) arises. The measurement accuracy, in addition, is reduced due to contamination of current electrodes, and also, under certain conditions, as a result of the release of gaseous products of electrochemical reactions on them.

Цель изобретения - повышение точности измерений.The purpose of the invention is improving the accuracy of measurements.

Поставленная цель достигается тем, Что в чувствительном элементе средство для подвода электромагнитного поля выполнено в виде тороидальной катушки, а измерительные электроды расположены в отверстии катушки и разненсены в аксиальном направлении.This goal is achieved by the fact that in the sensitive element, the means for supplying the electromagnetic field is made in the form of a toroidal coil, and the measuring electrodes are located in the hole of the coil and are axially separated.

электроды, использование например, по сравнению с тороидальной катушкой обеснечувствительность устройк магнитным наводкам и полямelectrodes, use, for example, compared to a toroidal coil, the device is insensitive to magnetic pickups and fields

Использ9вание тороидальной катушки в качестве устройства для подвода электромагнитного поля к исследуемой среде позволяет снизить погрешность измерения благодаря отсутствию электрохимического взаимодействия металлических токовых электродов с электролитом. Тороидальную катушку используют в специфическом,впервые примененном режиме измерения,когда активное сопротивление среды меньше её индуктивного сопротивления. Именно такой режим позволяет применить приемные которых, приемной печивает ства рассеяния, что позволяет резко облегчить конструкцию из-за отсутствия необходимости в громоздких магнитных экранах; кроме того, нет частотнозависимого коэффициента трансформации, значительно меньше эффект близости, меньше пространственное осреднение, ниже порог чувствительности.The use of a toroidal coil as a device for supplying an electromagnetic field to the medium under study makes it possible to reduce the measurement error due to the absence of electrochemical interaction of metal current electrodes with an electrolyte. The toroidal coil is used in a specific, first applied measurement mode, when the active resistance of the medium is less than its inductive resistance. It is this mode that allows the use of reception rooms, the reception prints out scattering, which makes it possible to drastically lighten the design due to the absence of the need for bulky magnetic screens; in addition, there is no frequency-dependent transformation coefficient, the proximity effect is much less, the spatial averaging is less, and the sensitivity threshold is lower.

На чертеже изображен предлагаемый чувствительный элемент.The drawing shows the proposed sensitive element.

Чувствительный элемент состоит из тороидальной катушки 1, обмотку которой через клеммы 2 и 3 подключают к генератору синусоидального напряжения. В отверстие тороидальной катушки помещают приемные электроды 4 и 5, разнесенные в аксиальном направлении, которые представляют собой металлические поверхности, выступающие из изоляторов би 7. Через клем40The sensitive element consists of a toroidal coil 1, the winding of which is connected through terminals 2 and 3 to a sinusoidal voltage generator. In the hole of the toroidal coil are placed receiving electrodes 4 and 5, spaced in the axial direction, which are metal surfaces protruding from the insulators bi 7. Through terminal 40

851240 4 мы 8 и 9 электрода подключают к приемной цепи измерителя электропроводности жидкости. При протекании по обмотке тороидальной катушки электрического тока в среде также индуцируется электрический ток 10. При этом в подавляющем большинстве случаев магнитной компонентной электромагнитного поля можно пренебречь.851240 4 we 8 and 9 of the electrode are connected to the receiving circuit of the liquid conductivity meter. When an electric current flows through the winding of a toroidal coil, an electric current 10 is also induced in the medium. In the vast majority of cases, the magnetic component of the electromagnetic field can be neglected.

Элемент работает следующим образом.The element works as follows.

Индуцированный в среде электрический ток 10 создает вдоль трубок тока ' (показаны на чертеже стрелками) падение напряжения, которое измеряю! с помощью приемных электродов. Измеренное падение напряжения пропорционально удельному сопротивлению исследуемой среды (величина обратная УЭ) при условии, что ток через отверстие катушки мало зависит (в идеальном случае совсем должен не·.· зависеть) от УЭ среды. Такой режим измерения полностью аналогичен четырехэлектродной ячейке, поскольку протекающий через нее электрический ток (подводят токовыми электродами) максимально стабилизирован так как только напряжение на приемных электродах пропорционально удельному сопротивлению .среды. Если на токовых электродах стабилизировано напряжение, то тогда ток, индуцированный в среде, при условии малости поляризационных явлений, пропорционален УЭ среды. Этот режим измерения на практике не исполь-зуют из-за низкой точности, а его физический эквивалент реализуют с помощью двух тороидальных катушек, т.е. ток через отверстия обоих катушек пропорционален УЭ среды, а индуцированная в приемной катушке (пояс Роговского) ЭДС пропорциональна току через ее отверстие.The electric current 10 induced in the medium creates a voltage drop along the current tubes (shown by arrows), which I measure! using receiving electrodes. The measured voltage drop is proportional to the resistivity of the medium under study (the reciprocal of the RE), provided that the current through the hole of the coil is little dependent (in the ideal case, it should not depend at all.) Such a measurement mode is completely analogous to a four-electrode cell, since the electric current flowing through it (fed by current electrodes) is maximally stabilized since only the voltage at the receiving electrodes is proportional to the specific resistance of the medium. If the voltage is stabilized on the current electrodes, then the current induced in the medium, provided the polarization phenomena are small, is proportional to the RE of the medium. This measurement mode is not used in practice due to low accuracy, and its physical equivalent is realized using two toroidal coils, i.e. the current through the holes of both coils is proportional to the RE of the medium, and the EMF induced in the receiving coil (Rogowski belt) is proportional to the current through its hole.

Работу тороидальной катушки, помещенной в электропроводную среду,можно оценить с помощью соотношенияThe operation of a toroidal coil placed in an electrically conductive medium can be estimated using the relation

U □= - ~’ (1) ИЙ + (ωι./Ε)α U □ = - ~ '(1) II + (ωι. / Ε) α

- полный ток через отверстие катушки;- total current through the hole of the coil;

- потенциал рического лучают из где 3 где Е соленоидного электполя, который посоотношения (2) чел)- < напряженность электрического поля;- the potential of the radiation is radiated from where 3 where E is the solenoidal electric field, which is the ratio of (2) people) - <electric field strength;

851240 6851240 6

Ф - поток магнитной индукции в сердечнике катушки,который охватывается контуром интегрирования.Ф - magnetic flux in the core of the coil, which is covered by the integration loop.

U выражается через геометрические 5 параметры катушки, величину тока через ее обмотку, частоту питающего напряжения и, следовательно, это есть постоянная величина в процессе измерения; 10U is expressed through the geometrical 5 parameters of the coil, the magnitude of the current through its winding, the frequency of the supply voltage and, therefore, this is a constant value during the measurement; 10

R · - сопротивление исследуемой среды, которое обратно пропорционально y3,T.e.R'vj^;R · is the resistance of the medium under study, which is inversely proportional to y3, TeR ' v j ^;

oJ - угловая частота тока через обмотку; 15oJ is the angular frequency of the current through the winding; fifteen

L - индуктивность среды, зависящая только от геометрических параметров тороидальной катушки и магнитной проницаемости ее сердечника.L is the inductance of the medium, depending only on the geometric parameters of the toroidal coil and the magnetic permeability of its core.

Необходимо отметить, что 1 явля~ 20 ется паразитным параметром при измерении методом двух тороидальных катушек ..и, соответственно, накладывает ограничения на частоту тока через обмотку и геометрические раз- 25 меры катушек.It should be noted that 1 is ~ 20 a parasitic parameter when measured by the method of two toroidal coils .. and, accordingly, imposes restrictions on the frequency of the current through the winding and the geometric dimensions of the coils.

Если в (1) выполняется условие R7X0L, то получают идеальный режим для измерения методом двух тороидальных катушек, т.е. ток через отвер- 30 стие катушки пропорционален УЗ среды . Если в (1) выполняется условие R44C0L, то получают идеальный режим измерения согласно изобретению, который по физической сущности ана- 35 логичен методу четырехэлектродной ячейки. В изобретении утилизируется индуктивность среды (паразитный параметр в методе двух тороидальных •катушек) , что позволяет распррстра- 40 нить работу устройства в область высокочастотных питающих напряжений, стабилизировать ток через отверстие катушки, значительно снизить величину пространственного осреднения, 45 уменьшить эффект близости (влияние близлежащих предметов и электроцепей на результат измерения) , снизить порог чувствительности.If condition (R7X0L) is satisfied in (1), then an ideal mode is obtained for measurement by the method of two toroidal coils, i.e. the current through the hole of the coil is proportional to the ultrasonic medium. If condition (R44C0L) is fulfilled in (1), then an ideal measurement mode is obtained according to the invention, which in physical essence is similar to the four-electrode cell method. The invention utilizes the medium inductance (a parasitic parameter in the method of two toroidal • coils), which allows the device to operate in the region of high-frequency supply voltages, stabilize the current through the hole of the coil, significantly reduce the spatial averaging, 45 reduce the proximity effect (influence of nearby objects and electrical circuits for the measurement result), lower the threshold of sensitivity.

Для практической реализации изо- 50 бретения необходимо, чтобы параметр катушки и исследуемой среды удовлетворяли экспериментально установленному соотношениюFor the practical implementation of the invention, it is necessary that the parameter of the coil and the medium under study satisfy the experimentally established ratio

JAqj-W Е-Г · Λ > 4 (2)JAqj-W EG Λ> 4 (2)

Здесь рд - абсолютная магнитная проницаемость магнитопровода катушки., Гн/м;Here rd is the absolute magnetic permeability of the magnetic circuit of the coil., GN / m;

. U) - угловая частота протекающего через обмотку тока, рад/с; R - радиус отверстия, м; г - радиальный размер сечения магнитопровода, м;. U) is the angular frequency of the current flowing through the winding, rad / s; R is the radius of the hole, m; g is the radial size of the cross section of the magnetic circuit, m;

Н - удельная электрическая проводимость среды, См'1 м”4 .N - electrical conductivity of the medium, Cm ' 1 m ” 4 .

Если взять серийное ферритовое кольцо с R = 2 10wm, г *= 10^ м, ра а 8<· 10~* Гн/м, запитать обмотку катушки током с угловой частотой W = 1,3 10’6рад/с, то для морской нормальной воды с Λ = 5 См*1 м'1 согласно условию 2 получается PaWRrfc =3,3.If we take a series ferrite ring with R = February 10 w m, r * = 10 ^ m pa and 8 <· ~ 10 * H / m, a coil powered current with angular frequency W = 1,3 10 "6 rad / s then for normal sea water with Λ = 5 * 1 See m '1 according to the condition 2 is obtained PaWRrfc = 3,3.

Конструкция чувствительного элемента йзмерителя электропроводности жидкости по сравнению с образцами аналогичного оборудования позволяет производить измерения УЭ с более высокой точностью.The design of the sensitive element of the liquid conductivity meter in comparison with samples of similar equipment allows the measurement of REs with higher accuracy.

Claims (2)

Изобретение относитс  к физике- химическому анализу и может быть использовано дл  работы в качествечувствительного элемента (.первичног преобразовател ) в радиотехнической измерительной цепи устройства дл  определени  удельной электропроводности (,УЭ) жидкости. Известен чувствительный элемент, который содержит тороидальную катушку дл  возбуждени  в среде электр магнитного пол , а также приемнзпо тороидальную катушку. Измерительный эффект заключаетс  в том, что наведенна  в приемной катушке ЭДС пропор циональна УЭ среды Недостатками известного чувствительного элемента  вл ютс  необходимость в громоздком магнитном экранировании устройства из-за высокой чувствительности приемной цепи к магнитным наводкам, в частности, к магнитному полю Земли, а также пол м рассе ни  в возбуждающей катушке; зависимость коэффициента св зи между катушками от частоты питающего напр жени , что приводит к трудности при . использовании прецезионных балансных схем измерени , поскольку в генераторах синусоидальных колебаний всегда присутствуют высшие гармоники; слишком большой объем пространственного осреднени , поскольку используют такой режим измерени , когда ток через отверсти  катушек не фиксирован , а пропорционален УЭ среды. Наиболее близкой к предлагаемому чувствительному элементу по технической сущиости  вл етс  четырехэлектродна  электролитическа   чейка, котора  содержит средство дл  подвода электромагнитного пол  к исследуемой среде и измерительные электроды С23. Недостаток указанной  чейки состо-. ит э негативном вли нии электролитической пол ризации электродов на точность измерени , поскольку при протекании значительного тока через границу раздела фаз (металл-электролит ) возникает, паразитный пол ризационный импеданс (резистивно-емкостной ) . Точность измерений, кроме того, снижаетс  из-за загр знени  токовых электродов, а также, при определенных услови х, в результате выделени  на них газообразных продук тов электрохимических реакций. Цель изобретени  - повышение точности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, Что в чувствительном элементе средство дл  подвода электромагнитного пол  выполнено в виде тороидаль ной катушки, а измерительные электро ды расположены в отверстии катушки и разненсены в аксиальном направлении . Использрвание тороидальной катушк в качестве устройства дл  подвода электромагнитного пол  к исследуемой среде позвол ет снизить погрешность измерени  благодар  отсутствию электрохимического взаимодействи  металлических токовых электродов с электролитом. Тороидальную катушку используют в специфическом,впервые примененном режиме измерени ,когда активное сопротивление среды меньше её индуктивного сопротивлени . Имен но такой режим позвол ет применить приемные электроды, использование которых, например, посравнению с приемной тороидальной катушкой обес печивает нечувствительность устройства к магнитным наводкам и пол м рассе ни , что позвол ет резко обле чить конструкцию из-за отсутстви  необходимости в громоздких магнитных экранах; кроме того, нет частот нозависимого коэффициента трансформ ции, значительно меньше эффект близости , меньше пространственное осре нение, ниже порог чувствительности. На чертеже изображен предлагаемый чувствительный элемент. Чувствительный элемент состоит из тороидальной катушки 1, обмотку которой через клеммы 2 и 3 подключа к генератору синусоидального напр жени . В отверстие тороидальной катушки помещают приемные электроды 4 и 5, разнесенные в аксиальном направлении , которые представл ют соб металлические поверхности, выступаю цне из изол торов 6 и 7. Через клем 04 мы 8 и 9 электроды подключают к приемной цепи измерител  электропроводности жидкости. При протекании по обмотке тороидальной катушки электрического тока в среде также индуцируетс  электрический ток 10. При этом в пo| aвл нщeм большинстве случаев магнитной компонентной электромагнитного пол  можно пренебречь. Элемент работает следующим образом . Индуцированный в среде электричесг кий ток 10 создает вдоль трубок тока (показаны на чертеже стрелками) падение напр жени , которое измep юt с помощью приемных электродов. Измеренное падение напр жени  пропорционально удельному сопротивлению исследуемой среды (величина обратна  УЭ) при условии, что ток через отверстие катзппки мало зависит (в идеальном случае совсем должен не-. зависеть от УЗ среды.Такой режим измерени  полностью аналогичен четырехэлектродной  чейке, поскольку протекающий через нее электрический ток (подвод т токовыми электродами) максимально стабилизирован - так как только напр жение на приемных электродах пропорционально удельному сопротивлению «среды. Если на токовых электродах стабилизировано напр жение, то тогда ток, индуцированный в среде, при условии малости пол ризационных  влений, пропорционален УЭ среды. Этот режим измерени  на практике не исполь зуют из-за низкой точности, а его физический эквивалент реализуют с помощью двух тороидальных катушек, т.е. ток через отверсти  обоих катушек пропорционален УЭ среды, а индуцированна  в приемной катушке (по сРоrOBCKorojl ЭДС пропорциональна току через ее отверстие. Работу тороидальной катушки, помещенной в электр9проводную среду,можно оценить с помощью соотношени  RTTT(u)L/R)5 где J - полный ток через отверстие катушки; и - потенциал соленоидного электрического пол , который получают из соотношени  )-. (2) где Е - напр женность электрического пол ; Ф - поток магнитной ивдукцни в сердечнике катушки,который охватываетс  контуром интегрировани , и выражаетс  через геометрическ параметры катушки, величину тока че рез ее обмотку, частоту питающего н пр жени  и, следовательно, это есть посто нна  величина в процессе измерени ; R - сопротивление исследуемой среды, которое обратно пропорционал но У:, т.е. 3 J . OJ - углова  частота тока через обмотку; L - индуктивность среды, завис щ только от геометрических параметров тороидальной катушки и магнитной пр ницаемости ее сердечника. Необходимо отметить, что I  вл етс  паразитным параметром при измерении методом двух тороидальных катушек ..и, соответственно, накладывает ограничени  на частоту тока через обмотку и геометрические размеры катушек. Если в (1) выполн етс  условие , то получают идеальный режим дп  измерени  методом двух тороидал ных катушек, т.е. ток через отверстие катушки пропорционален УЭ среды . Если в О) выполн етс  услови , то получают идеальный режим измерени  согласно изобретению, который по физической сущности аналогичен методу четырехзлектродной  чейки. В изобретении утилизируетс  И1одуктиБНость среды (паразитный параметр в методе двух тороидальных катушек) , что позвол ет распррстранить работу устройства в область высокочастотных питаюощх напр жений, .стабилизировать ток через отверстие катушки, значительно снизить величину пространственного осреднени , уменьшить зффект близости (вли ние близлежащих предметов и электроцепей на результат измерени ) , снизить порог чувствительности. Дп  прд|стической реализации изо . бретени  необходимо, чтобы параметр катушки и исследуемой среды удовлетвор ли экспериментально установленно му соотношению jbij, U) В-г-Л (2) Здесь а абсолютна  магнитна  про-ницаемость магнитопровода катушки,, Гн/м; . 1А - углова  частота протекающего через обмотку тока, рад/с; R - радиус отверсти , м; г - радиальный размер сечейи  магнитопровода, м; И - удельна  электрическа  проводимость среды, См м Если вз ть серийное ферритовое кольцо с R 2 , г - 10 м, Ju(j « Гн/м, запитать обмотку катушки током с угдовой частотой W ,3 10 рад/с, то дл  морской нормальной воды с 5 См м согласно условию 2 получаетс  .HaWRr 3,3. Конструкци  чувствительного элемента измерител  электропроводности жидкости по сравнению .с образцами аналогичного оборудовани  позвол ет производить измерени  УЭ с более высокой точностью. Формула изобретени  Чувствительный элемент измерител  злектропроводности, содержащий средство дл  создани  электромагнитного пол  и измерительные электроды, тличающийс  тем, что,с елью повьш1ени  точности измерений, редство дл  создани  электромагнитого пол  выполнено в виде тороиальной катушки, а электроды располоены в отверстии катушки и разнесеы в аксиальном направлении. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1.Степанюк И.А., Унгерман М.Н., змерение температуры и солености орской воды на поисковых и промысовых судах. Мурманск, 1969, с. 44-50. The invention relates to a physicochemical analysis and can be used to work as a sensitive element (primary converter) in an electronic measuring circuit of a device for determining conductivity (, CR) of a liquid. The sensing element is known, which contains a toroidal coil for exciting an electric magnetic field in the medium, as well as a receiving toroidal coil. The measurement effect is that the EMF induced in the receiving coil is proportional to the UE medium. The disadvantages of this sensitive element are the need for cumbersome magnetic shielding of the device due to the high sensitivity of the receiving circuit to magnetic pickups, in particular, to the Earth’s magnetic field. m scatter in the exciting coil; the dependence of the coupling coefficient between the coils on the frequency of the supply voltage, which makes it difficult to. the use of precision balance measurement schemes, since the highest harmonics are always present in the generators of sinusoidal oscillations; too large a volume of spatial averaging, since they use such a measurement mode, when the current through the holes of the coils is not fixed, but proportional to the VE of the medium. Technically, the four-electrode electrolytic cell, which contains a means for supplying an electromagnetic field to the medium under investigation and measuring electrodes C23, is closest to the proposed sensor element. The disadvantage of this cell is and the negative effect of the electrolytic polarization of the electrodes on the measurement accuracy, since with the passage of a significant current through the phase boundary (metal-electrolyte), parasitic polarization impedance (resistive-capacitance) arises. Measurement accuracy is further reduced due to the contamination of the current electrodes, and, under certain conditions, as a result of the release of gaseous products of electrochemical reactions on them. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that in a sensitive element the means for supplying an electromagnetic field are made in the form of a toroidal coil, and the measuring electrodes are located in the hole of the coil and are distributed in the axial direction. The use of a toroidal coil as a device for supplying an electromagnetic field to the test medium reduces the measurement error due to the absence of electrochemical interaction of metal current electrodes with the electrolyte. A toroidal coil is used in a specific, for the first time applied measurement mode, when the active resistance of the medium is less than its inductive resistance. It is this mode that makes it possible to apply receiving electrodes, the use of which, for example, in comparison with the receiving toroidal coil, ensures the insensitivity of the device to magnetic pickups and dissipation fields, which makes it possible to sharply surround the structure due to the lack of bulky magnetic screens; In addition, there are no frequencies of the dependent transform coefficient, the proximity effect is much smaller, the spatial dimension is less, and the sensitivity threshold is lower. The drawing shows the proposed sensitive element. The sensing element consists of a toroidal coil 1, the winding of which through terminals 2 and 3 is connected to a sinusoidal voltage generator. The receiving electrodes 4 and 5, spaced apart in the axial direction, which represent the metal surfaces, are placed in the hole of the toroidal coil and protrude from insulators 6 and 7. Through terminals 04 and 8 and 9, electrodes are connected to the receiving circuit of a conductivity meter. When an electric current flows through the toroidal coil winding in the medium, an electric current 10 is also induced. In most cases, the magnetic component electromagnetic field can be neglected. The element works as follows. The electric current induced in the medium 10 creates a voltage drop along the current tubes (shown in the drawing by arrows), which is measured by the receiving electrodes. The measured voltage drop is proportional to the specific resistance of the medium under study (the value is inverse to the UE) provided that the current through the opening of the catzappa depends little (ideally, it should not depend on the ultrasonic environment at all. This measurement mode is completely analogous to a four-electrode cell, because the electric current (supplied by current electrodes) is maximally stabilized - since only the voltage on the receiving electrodes is proportional to the specific resistance of the medium. If on the current electrodes the voltage is stabilized, then the current induced in the medium, provided that the polarization phenomena are small, is proportional to the UE medium.This measurement mode is not used in practice because of low accuracy, and its physical equivalent is realized using two toroidal coils, t. E. The current through the apertures of both coils is proportional to the UE of the medium, and induced in the receiving coil (according to cRO-BOCKorojl, the EMF is proportional to the current through its opening. The operation of the toroidal coil placed in an electrically-conducting medium can be estimated using RTTT (u) L / R) 5 where J is the total current through the opening of the coil; and - the potential of the solenoidal electric field, which is obtained from the ratio) -. (2) where E is the intensity of the electric field; F is the magnetic flux in the core of the coil, which is covered by the integration circuit, and is expressed in terms of the geometrical parameters of the coil, the amount of current through its winding, the frequency of the supply voltage and therefore it is a constant value in the measurement process; R is the resistance of the test medium, which is inversely proportional to V :, i.e. 3 j. OJ is the angular frequency of the current through the winding; L is the inductance of the medium, and depends only on the geometrical parameters of the toroidal coil and the magnetic penetrability of its core. It should be noted that I is a parasitic parameter when measured by the method of two toroidal coils. And, accordingly, imposes restrictions on the frequency of the current through the winding and the geometrical dimensions of the coils. If the condition is fulfilled in (1), then an ideal dp measurement mode is obtained by the method of two toroidal coils, i.e. the current through the coil hole is proportional to the UE medium. If conditions are met in O), an ideal measurement mode according to the invention is obtained, which is physically similar to the four-electrode cell method. The invention utilizes the I1-product and environment (parasitic parameter in the method of two toroidal coils), which allows the device to work in the high-frequency power supply area, stabilize the current through the coil hole, significantly reduce the amount of spatial averaging, reduce the proximity effect (the influence of nearby objects and circuits on the measurement result), reduce the threshold of sensitivity. Dp prp | sticheskoy implementation of. It is necessary that the parameter of the coil and the medium to be investigated satisfy the experimentally established ratio jbij, U) Vg – L (2) Here, the absolute magnetic permeability of the coil magnetic core, GN / m; . 1A is the angular frequency of the current flowing through the winding, rad / s; R is the radius of the hole, m; (d) radial size of the magnetic core, m; And - specific electrical conductivity of the medium, See m. If you take a serial ferrite ring with R 2, g - 10 m, Ju (j "GN / m, supply the coil winding with a current with the frequency W, 3 10 rad / s, then normal water from 5 cm m according to condition 2 is obtained .HaWRr 3.3. The design of the sensitive element of the fluid conductivity meter compared with samples of similar equipment allows us to measure REs with higher accuracy. Invention The sensitive element of the electrical conductivity meter containing means for creating an electromagnetic field and measuring electrodes, which are different from the fact that, to improve the measurement accuracy, the device for creating an electromagnetic field is made in the form of a toroidal coil, and the electrodes are located in the coil hole and are spaced apart in the axial direction. examination 1.Stepanyuk IA, Ungerman MN, measurement of temperature and salinity of Orsk water on prospecting and fishing vessels. Murmansk, 1969, p. 44-50. 2.Лопатин Б.А. Кондуктометри . овосибирск, 1964, с. 129-132 (проотип ) .2. Lopatin B.A. Conductometry. Ovosibirsk, 1964, p. 129-132 (protype).
SU792831396A 1979-10-26 1979-10-26 Conductivity meter sensing element SU851240A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792831396A SU851240A1 (en) 1979-10-26 1979-10-26 Conductivity meter sensing element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792831396A SU851240A1 (en) 1979-10-26 1979-10-26 Conductivity meter sensing element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU851240A1 true SU851240A1 (en) 1981-07-30

Family

ID=20855638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792831396A SU851240A1 (en) 1979-10-26 1979-10-26 Conductivity meter sensing element

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU851240A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2802182A (en) Current density responsive apparatus
US20090267617A1 (en) Apparatus and method for measuring salinity of a fluid by inductance
EP1546695B1 (en) Method and apparatus for measuring conductive component content of a muliphase fluid flow and uses thereof
US9103857B2 (en) Gradiometer for determining the electrical conductivity of a medium contained in a containment
JP2016529506A (en) Method and apparatus for analyzing sample volume with magnetic particles
RU2367982C1 (en) Method of logging with application of nuclear-magnetic resonance and device for its realisation
JP2009204342A (en) Eddy current type sample measurement method and eddy current sensor
CA2088002A1 (en) Salt analyzer switchably capable of employing contact and non-contact conductivity probes
SU851240A1 (en) Conductivity meter sensing element
US3255405A (en) Apparatus for measuring the electrical conductivity of a sample
Gledhill et al. A new method for measurement of the high field conductance of electrolytes (The Wien effect)
CN113640583A (en) Spiral ring type core resistivity measuring device and method
RU2591027C1 (en) Method of measuring and spatial distribution of local magnetic field caused by corrosion flow on metal surface in solution
Liu et al. A Seawater Conductivity Measurement Method Based on Magnetic Resonance Coupling
RU2234102C2 (en) Method for determination of dielectric parameters of water and its solutions in audio-frequency region with the aid of l-cell
US3355661A (en) Apparatus for measuring the conductivity of electrolyte
SU748214A1 (en) Conductometer immersion-type transducer
RU2006851C1 (en) Superposed electromagnetic transducer
UA60955C2 (en) Method for contactlessly measuring conductivity of film polymeric electrolyte by a combined transducer
SU1137410A1 (en) Method of touch-free measuring cylinder-shaped conductive non-magnetic specimen conductivity
SU711364A1 (en) Liquid level measuring method
SU110291A1 (en) Instrument for measuring high direct currents
RU2012009C1 (en) Method of measuring parameters of continuous cylindrical electroconducting objects
SU913202A1 (en) Conductometer
RU2003967C1 (en) Device for measuring specific electric conductivity of liquid media