Файл: Мяздриков О.Я. Дифференциальные методы гранулометрии.pdf

Отсюда вероятность

Для больших т, что соответствует условиям рассма­ триваемой задачи, последнее уравнение упрощается

ческого объема двух или более частиц. Если задана мак­ симально допустимая погрешность, то можно определить размеры отверстия или необходимую степень разбавле­ ния.

Так как вне зависимости от того, сколько частиц на­ ходится в пределах критического объема, регистрирует­

Если в объеме V находится N частиц, то после ф- кратного разбавления в таком же объеме будет Nty ча­ стиц.

70

Учитывая, что эффективный объем равен утроенному объему собственно канала, приходим к следующему со­ отношению между размерами этого канала и погрешно­

от счетной концентра­ ции и будет тем меньше, чем ниже поправки на совпаде­

ние частиц в пределах критического объема.

Требуемый диаметр канала зависит от максималь­ ного размера частиц в данной анализируемой пробе, по­ этому между концентрацией частиц и диаметром кана­ ла D существует определенная зависимость, выполнение которой обеспечит примерное постоянство величины по­ правки на совпадение. Рассмотрим случай, когда длина канала равна его диаметру. Тогда в первом приближе­ нии величина критического объема будет пропорцио­ нальна объему канала: Следовательно, для того чтобы поправка на совпадение была примерно постоянной, объемный процент частиц в анализируемой суспензии

71

должен быть пропорционален объему канала. Кроме то­ го, и для представительности результата анализа анали­ зируемый объем суспензии должен быть также пропор­ ционален объему канала. Последнее связано с тем,что для более грубых частиц требуется и больший диаметр канала. Но при том же объемном проценте твердой фазы в суспензии ее счетная концентрация уменьшается, т. е. ухудшается результат анализа.

Кроме рассмотренных, есть и другие источники по­ грешностей. Необходимо отметить погрешность за счет седиментации частиц. Для того чтобы уменьшить влия­ ние этого фактора, рекомендуется начинать анализ сра­ зу после приготовления суспензии и периодически ее пе­ ремешивать.

Погрешность счета частиц возникает и при разведе­ нии суспензии. В ряде случаев эта погрешность может оказаться преобладающей.

Дополнительным источником погрешности служит за­ грязнение суспензии сторонними объектами, в частности в процессе разведения. Поэтому разбавитель должен быть тщательно отфильтрован. Сторонние объекты могут возникнуть и в процессе работы датчика — это газовые микропузырьки, образующиеся как за счет растворенных в суспензии газов при изменении давления в объеме кондуктометрического датчика, так и прямой продукт элек­ тролиза. Вероятность последнего фактора косвенно учи­ тывается выбором направления движения суспензии по каналу. Действительно, для большинства электролитов этот процесс сопровождается выделением газообразного водорода на катоде, причем катодная область обычно насыщена мельчайшими пузырьками водорода. Для дру­ гих же газов, в частности кислорода, образование такого своеобразного тумана менее характерно. Поэтому для снижения вероятности нахождения этих газовых вклю­ чений, которые приводят к завышению счетной концент­ рации и искажению истинной картины распределения, обычно перекачивают суспензию из анодной области в катодную.

Для уменьшения влияния продуктов электролиза це­ лесообразно в цепь кондуктометрического датчика пода­ вать питание от источника переменного напряжения. В связи с этим .возникает вопрос о его частоте. Очевидно что выбор рабочей частоты определяется временем про­ хождения частицы по каналу: частота должна быть

72

такой, чтобы во время прохождения частицы уклады­ валось несколько десятков периодов напряжения. Толь­ ко в этом случае импульс сигнала переменного напря­ жения будет достаточно четким. Учитывая полученное значение времени прохождения частицы по каналу, по­

лентно в электрическом отношении действию емкостей, включенных последовательно и параллельно с активным сопротивлением плеча датчика. Первая из них представ­ ляет собой так называемую статическую емкость, при­ рода которой обусловлена емкостью двойного электри­ ческого слоя зарядов на границе суспензия — электрод. Эта емкость включена последовательно. Природа вто­ рой емкости связана с перемещением зарядов при каж­ дом изменении тока как по отношению друг к другу, так и относительно зарядов на электродах. Эту емкость обычно называют электролитической емкостью, и мож­ но считать, что она подключена параллельно к актив­ ному сопротивлению. Емкостью датчика, обусловленной его размерами, можно пренебречь.

Как известно, величина этих емкостей возрастает с увеличением концентрации электролита, а это приводит к росту сдвига фаз между током и напряжением. Поэ­ тому особенно при указанном значении частоты напря­ жения питания, величиной емкостного сопротивления датчика пренебрегать нельзя. Это приводит к усложне­ нию схемы, из-за чего переменные напряжения пока не нашли применения в кондуктометрических датчиках. Рассматриваемый датчик (см. рис. 18) представляет собой исключение среди электролитических ячеек, част­ ным вариантом которых он является.

Компромиссным решением является периодическое изменение полярности электродов датчика, что.и при­

стно, заключается в следующем. Если какая-либо твер­ дая частица взвешена в жидкости, то на ее поверхности возникает двойной электрический слой. Он образуется нонами жидкости и зарядами частицы. Поэтому внеш-

73

нее электрическое поле будет смещать наружную часть двойного слоя по направлению к одному из электродов, а твердую частицу по направлению к электроду про­ тивоположной полярности. Катафорез имеет место и в случае небольших пузырьков газа или капель жидкости.

щейся в вязкой жидкости со скоростью v, определяется формулой Стокса

Е, то, исходя из условий равенства сил для установив­

где е — диэлектрическая проницаемость жидкости. Потенциал <р двойного электрического слоя называ­

ютэлектрокинетнческим потенциалом Гельмгольца. Ре­ шая выражение (122) относительно а и подставляя по­ лученный результат в формулу (121), окончательно бу­ дем иметь

74