Файл: Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник.pdf

Бесконтактные кондуктометрические анализаторы. Широкое распространение получили бесконтактные методы измерения электропроводности растворов, которые обеспечивают измерение концентрации сильно загрязненных агрессивных жидкостей, сус­ пензий и коллоидных растворов непосредственно в технологи­ ческих потоках. Бесконтактные кондуктометры подразделяются

ра Тр\. Проходящий через виток ток измеряется с помощью вто­ рого трансформатора Тр2. Таким образом, сама электропроводя­ щая жидкость, находящаяся в кольцевой трубке, выполняет роль вторичной обмотки трансформатора Тр\ и первичной обмотки из­

Из уравнения (331) видно, что при постоянном питающем на­ пряжении С/пит напряжение во вторичной обмотке измеритель­ ного трансформатора t/„3 M обратно пропорционально сопротив­ лению жидкостного контура R. Кроме того, очевидно, что при данной схеме измерения частота возбуждающего напряжения не

играет роли, она определяет лишь размеры возбуждающего и из­ мерительного трансформатора.

В бесконтактных низкочастотных кондуктометрах может быть использована схема, в которой дополнительная связь меж­ ду трансформатора­ ми Трі и Тр2 осу­ ществляется через второй проводной проволочный виток, включенный навст­ речу жидкостному.

На рис. 129 пред­ ставлена принципи­ альная схема транс­ форматорного низко­ частотного кондук­ тометра, в котором трансформатор Тр2 возбуждается от

трансформатора Трі через жидкостный виток (витки) связи, за­ полняемый жидким раствором анализируемого электролита, и через вспомогательный проводной (проволочный) виток (витки), включенный навстречу первому. С помощью переменного сопро­

и вспомогательный витки имеют на трансформаторах по одному витку связи, как это показано на схеме. Однако,- как можно ви­ деть из формулы, чувствительность схемы в этом случае сни­ жается.

Описанная схема может быть легко автоматизирована путем включения на выходе Тр2 усилителя, выполняющего роль нульприбора, связанного с реверсивным двигателем, воздействую-

щим на движок реохорда RK. Подобные схемы были рассмотре­ ны выше.

В настоящее время выпускается широкая номенклатура низ­ кочастотных бесконтактных кондуктометров (тип КК-8, КК-9, АКС-1 и некоторые другие), обеспечивающих измерение в диа­

внешних магнитных полей той же частоты, что и питающее на­ пряжение. Более перспективным является использование высо­ кочастотных безэлектродных кондуктометрических анализаторов, которые обеспечивают создание удобных и надежных датчиков. В практике высокочастотной кондуктометрии применяются два типа датчиков: емкостные и индуктивные, схематично изобра­ женные на рис. 130. На этом же рисунке приведены схемы их за­ мещения.

Емкостный датчик (рис. 130, а) высокочастотного кондукто­ метра отличается от контактного наличием изолирующего слоя

анализируемую среду, находящуюся в измерительной ячейке из изолирующего химически стойкого материала. Индуктивным

Таким образом, высокочастотные приборы с емкостными датчиками наиболее эффективно могут быть использованы для измерения концентрации растворов с низкой удельной электро­ проводностью, не выше 1 См/м, т. е. для работы с разбавленны­ ми растворами электролитов или со слабыми электролитами — органическими кислотами и некоторыми солями.

Из уравнений (334) и (335) видно также, что повышение чувствительности измерения связано с увеличением частоты на­ пряжения питания емкостной ячейки.

Полная проводимость индуктивного датчика высокочастотно­

мость активной части полной проводимости от концентрации раствора электролита имеет два максимума. Первый максимум описывается уравнением (335), второй характерен для сильных электролитов и концентрированных растворов (от 1 до 100 См/м). При этом зависимость имеет почти линейный вид, что очень удобно при измерениях.

Таким образом, индуктивные ячейки могут использоваться в широком диапазоне измерения электропроводности растворов. При низкой электропроводности их применение нецелесообраз­ но, так как в этом случае удобнее пользоваться емкостными ячейками, более чувствительными в этом диапазоне концентра­ ций среды. Индуктивные ячейки наиболее приемлемы для изме­ рения высоких концентраций сильных электролитов при частоте тока 15—50 МГц.

Измерительные схемы, применяемые в высокочастотной кондуктометрии для регистрации изменения параметров измери­ тельных ячеек (датчиков), представляют собой высокочастотные устройства, обобщенная структурная схема которых показана на рис. 131. Взаимодействие узлов схемы следующее: напряже­ ние высокой частоты (от нескольких МГц до сотен МГц) от ге-