Устройство для контроля температурной зависимости удельной электропроводимости воды

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ ВОДЫ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Зубко Денис Васильевич Зубко Василий Иванович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для контроля температурной зависимости удельной электропроводимости воды, состоящее из двух пластинчатых электродов, съемных контактов, фторопластовой измерительной ячейки, симметрично установленной в центре между электродами, поперечное сечение которой в 20-25 раз меньше площади электродов, отличающееся тем, что дополнительно содержит микрохолодильник, рабочий стакан микрохолодильника, термопару хромель-копель, нуль-термостат, цифровой вольтметр, источник постоянного тока,коммутирующее устройство и блок измерительный электрометрический. Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к электрическим измерениям, и может быть использована для автоматического контроля температурной зависимости удельной электропроводимости воды в различных областях промышленности. Известно устройство для контроля электрических свойств изоляционных жидкостей 1, содержащее измерительную ячейку из диэлектрического материала, пластинчатый и 99502014.02.28 игольчатый электроды. Диагностика электроизоляционных жидкостей заключается в том,что исследуемая жидкость помещается в измерительную ячейку из диэлектрического материала, установленного на проводящем основании. В электроизоляционную жидкость помещается электрод игольчатой формы, на который подается высокое постоянное напряжение относительно проводящего основания для обеспечения в жидкости поляризации высокого напряжения, после осуществляют регистрацию и анализ электрических сигналов высоковольтной деполяризации, появляющихся на электроде после снятия испытательного напряжения. При этом для чистых электроизоляционных жидкостей характерно плавное изменение кривой напряжения деполяризации, а для жидкостей, содержащих примеси, характерно появление скачков напряжения деполяризации, обусловленных внутренними разрядами зон высоковольтной поляризации. Известно микроконтроллерное устройство 2 для исследования диэлектрических свойств биологических объектов и изоляционных материалов, содержащее конденсатор, образованный двумя пластинчатыми электродами. С помощью данного устройства измеряют емкость и электрическое сопротивление биологических объектов и изоляционных материалов. Основными недостатками этих устройств являются невозможность контроля температурной зависимости удельной электропроводимости жидких сред, узкий диапазон и низкая точность измерения электрических свойств контролируемой жидкой среды. Наиболее близким по конструкции и принципу действия к заявляемому устройству является устройство контроля электрических свойств жидких электролитов и диэлектриков 3, состоящее из двух пластинчатых электродов, фторопластовой измерительной ячейки, симметрично установленной в центре между электродами, поперечное сечение которой в 20-25 раз меньше площади электродов, рукоятки, ярма и съемных контактов. Основными недостатками данного устройства являются относительно низкая точность и узкий диапазон измерений электрических свойств жидких сред и электролитов, обусловленные неучетом контроля температуры в объеме контролируемых жидких электролитов и диэлектриков. Погрешности, связанные с указанным температурными факторами,никак не учитываются и, таким образом, вносят существенный вклад в точность измерения электрических свойств контролируемых жидких электролитов и диэлектриков. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности и расширение диапазона измерений удельной электропроводимости воды в интервале температуры от 25 до 50 С. Поставленная задача решается тем, что устройство для контроля температурной зависимости удельной электропроводимости воды, состоящее из двух пластинчатых электродов, съемных контактов, фторопластовой измерительной ячейки, симметрично установленной в центре между электродами, поперечное сечение которой в 20-25 раз меньше площади электродов, дополнительно содержит микрохолодильник, рабочий стакан микрохолодильника, термопару хромель-копель, нуль-термостат, цифровой вольтметр, источник постоянного тока, коммутирующее устройство и блок измерительный электрометрический. Технический результат достигается за счет того, что фторопластовую ячейку симметрично помещают в центре между электродами, поперечное сечение которой в 20-25 раз меньше площади электродов, и используют микрохолодильник, рабочий стакан микрохолодильника, термопару хромель-копель, нуль-термостат, цифровой вольтметр, источник постоянного тока, коммутирующее устройство, блок измерительный электрометрический, что повышает точность и расширяет диапазон измерений удельной электропроводимости воды. В результате применения предлагаемого устройства становится возможным повысить точность и расширить диапазон измерений удельной электропроводимости воды за счет обеспечения однородного электрического поля, контроля температуры в объеме контролируемой воды и расширения диапазона измерения удельной электропроводимости воды в интервале температуры от 25 до 50 С. 2 99502014.02.28 Сущность полезной модели поясняется фигурой. Устройство включает в себя два квадратных пластинчатых электрода 1 из нержавеющей стали, фторопластовую измерительную ячейку 2, симметрично установленную в центре между пластинчатыми электродами, поперечное сечение которой в 20-25 раз меньше площади электродов, поверхности которых отшлифованы, отполированы, хромированы и притерты друг к другу, съемные контакты 3, 4, микрохолодильник 5, рабочий стакан микрохолодильника 6, термопару хромель-копель 7, цифровой вольтметр 8, нуль-термостат 9, коммутирующее устройство 10, источник постоянного тока 11, блок измерительный электрометрический 12. Устройство работает следующим образом. Блок измерительный электрометрический АТ 5350/1 имеет встроенный источник напряжения, обеспечивающий воспроизведение напряжения постоянного тока в диапазоне от 1 до 500 В с дискретностью установки 1 В, который подсоединяют к съемным контактам и которым измеряют силу постоянного тока, протекающего через измерительную ячейку с водой и без нее соответственно. Удельную электропроводимость воды вычисляют по формуле, где-удельная электропроводимость воды, Ом-1 м-1- проводимость воды, Ом-1,- расстояние между электродами, м- площадь электрода, м 2. Примеры реализации устройства для контроля температурной зависимости удельной электропроводимости воды. Пример 1. Вода высокой степени очистки Т 25 С 2010-3 м 410-4 м 2110-7 Ом-15,0510-6 Ом-1 см-1. Пример 2. Вода высокой степени очистки Т 50 С. Процедура измерения и вычисления, как в примере 1.7,0510-6 Ом-1 см-1. Пример 3. Вода, перегнанная в вакууме Т 25 С. Процедура измерения и вычисления, как в примере 1.6,2510-8 Ом-1 см-1. Пример 4. Вода, перегнанная в вакууме Т 50 С. Процедура измерения и вычисления, как в примере 1.18,0610-8 Ом-1 см-1. Вычисленная относительная погрешность измерений удельной электропроводимости воды для примеров 1-4 составляет примерно 1,4 . Таким образом, использование заявляемого устройства позволяет повысить точность и расширить диапазон измерений удельной электропроводимости воды за счет обеспечения однородного электрического поля, контроля температуры в объеме контролируемого образца воды в интервале температуры от 25 до 50 С, использования микрохолодильника, рабочего стакана микрохолодильника, термопары хромель-копель, нуль-термостата,цифрового вольтметра, источника постоянного тока, коммутирующего устройства, блока измерительного электрометрического. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3