ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 103
Скачиваний: 1
Для |
уяснения |
принципа дей |
/П |
ствия высокоомного преобразова |
|
||
теля рассмотрим схему измерения |
|
||
pH (рис. 58). Э. д. с. электродной |
|
||
пары Ех сравнивается с падением |
|
||
напряжения на сопротивлении R, |
|
||
которое противоположно по знаку |
|
||
Ех. Поэтому на вход усилителя |
|
||
будет |
подаваться |
Uox = Ех — |
|
---- Uвых |
= Ех ^выхЕ. |
|
|
Разность напряжений t/nx пре |
|
||
образуется в переменное напря |
|
||
жение, |
которое после |
усиления |
|
снова преобразуется в |
напряже |
Рис. 58. Элементарная схема высоко |
|
ние постоянного тока |
с помощью |
омного преобразователя |
|
фазочувствительного |
детектора. |
|
|
Это напряжение управляет током / вых конечного каскада усилителя. |
При большом значении коэффициента усиления по постоянному току
Е ~ Г R
Из-за глубокой отрицательной обратной связи ток, протека ющий по электродам, весьма мал. Ток / вых, протекающий по сопро тивлению R, пропорционален э. д. с. электродной пары.
Если температура измеряемой среды значительно меняется, то вводится температурная компенсация изменения характеристики электродной пары. Для этого последовательно в цепь электродной пары включено сопротивление, падение напряжения на котором U равно по величине, но противоположно по знаку потенциалу изопотенциальной точки электродной пары Cv При этих условиях с выходным напряжением сигнала усилителя будет сравниваться сигнал Е'х = Е — Сх = S (гр) (pH — С2), где С2 — значение pH раствора, при котором э. д. с. электродной пары не зависит от тем пературы среды; Е — э. д. с. электродной пары при pH, равном С 2.
На входе усилителя включено сопротивление Rt, которое изме няется с изменением температуры по тому же закону, что и крутизна характеристики электродной пары S (tp):
Rt —KSt,
где К — коэффициент попорциональности.
Так как
Ех — 1ВыхЕ,
получим
S, (pH — С2) = KSДвых,
откуда
/вых = х ( Р Н - ^ ) .
69
Таким образом, |
выходной ток, пропорциональный величине |
pH, практически не |
зависит от температуры среды. |
В последнее время промышленностью налажен серийный выпуск pH-метров различного назначения, часть которых может быть использована для контроля величины pH флотационных пульп
(pH-261, pH-382, pH-673 и др.).
pH- м е т р 261. Наряду с pH-метром ПВУ-5256 на обогатитель ных фабриках начали применять рН-метр 261, который представляет собой прибор для измерения э. д. с. электродной системы Ех в значе
нии постоянного тока / |
ВЬ!Х. Принципиальная |
схема этого рН-метра |
|
почти такая же, |
как схема рН-метра 5256. |
Основное отличие ее — |
|
в электрической |
схеме |
преобразователя (рис. 59). |
Напряжение постоянного тока от электродной пары поступает на двухзвенный фильтр Ш ,С1 и R2, С2, который отфильтровывает переменные напряжения, наводимые в измерительной схеме. Отфиль трованное напряжение преобразуется вибропреобразователем BIT в пропорциональное ему переменное напряжение, которое через переходные цепи СЗ, R3 и С4, R4 поступает на сетку лампы Л1. Фильтр, включающий резистор R5 и. входную емкость лампы Л1, защищает усилитель от высокочастотных помех в цепи питания. Для устранения фона переменного напряжения йсе входные цепи усилителя тщательно экранированы. Преобразованное переменное напряжение поступает в усилитель с 4-каскадным усилением на двух лампах Л1 и Л2. Смещение в первом каскаде достигается за счет падения напряжения на сопротивлении R4 при протекании по нему
70
сеточного тока. Коэффициент усиления регулируется переменным сопротивлением R11. Усиленное напряжение переменного тока через разделительный конденсатор С12 поступает на фазочувствительный каскад ЛЗ. Повышение выходного тока достигается включением обеих половин лампы. Наличие или отсутствие проводимости лампы определяется знаком напряжения анодного питания.
Знак постоянной составляющей напряжения на выходе зависит от фаз напряжений питания лампы ЛЗ и вибропреобразователя. Фазы напряжения питания подобраны так, чтобы напряжение на сопротивлении обратной связи компенсировало напряжение, которое ■поступает на вход усилителя.
Измерительная схема служит для настройки преобразователя при работе с различными электродными парами на различных пре делах измерений pH и для компенсации температурных изменений пульпы.
Напряжение питания преобразователя стабилизировано кремне выми стабилизаторами 8Л8.
В качестве показывающего прибора применен миллиамперметр постоянного тока магнитоэлектрической системы.
Для регистрации показаний преобразователь имеет выход по напряжению, позволяющий подключать его к автоматическим само пишущим потенциометрам типа ЭПП, ЭПД, КСП4, имеющим предел измерения от 0 до 50 мв.
Преобразователь имеет также токовый выход для подключения токовых приборов.
К о н д у к т о м е т р и ч е с к и е д а т ч и к и . Кондуктомет рический метод измерения кислотности и щелочности пульпы осно ван на зависимости ее электропроводности от концентрации водород ных ионов. Удельная электропроводность растворов к определяется выражением
к = fCa (и+ -f- и~),
где / — коэффициент активности, учитывающий электростатические силы междуионного притяжения; С — концентрация электролита; а — степень диссоциации; и+, иг — подвижность ионов.
Обычно этим методом измерения учитывается не действительная концентрация С, а активность раствора fC, что представляет опреде ленные преимущества, так как активность более полно характери зует состояние технологического процесса.
Часто пользуются понятием «эквивалентная электропроводность», под которой понимают величину
где ц — эквивалентная концентрация раствора, т. е. концентрация, измеренная в грамм-эквивалентах растворенного вещества на 1 мл раствора.
Для измерения электропроводности (сопротивления) среды, может быть применен любой из методов измерения сопротивления.
71
|
Для того чтобы не происходил электролиз, |
||||||||||
|
измерения обычно осуществляют при пере |
||||||||||
|
менном токе. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
В |
значительной мере электропроводность |
|||||||||
|
растворов зависит от температуры. Для сла |
||||||||||
|
бых концентраций (до 0,05 N) эта зависи |
||||||||||
|
мость |
может |
быть |
выражена |
уравнением |
||||||
|
|
к * |
= |
* о |
[1 |
+ (t —P i10) + |
р(t2 — t0f], |
||||
|
где x0 — удельная |
электропроводность при |
|||||||||
|
температуре £0, которая принимается равной |
||||||||||
|
18° С; |
|
— удельная |
электропроводность, |
|||||||
|
определенная |
при |
температуре |
t° С; р х и |
|||||||
|
Р 2 — температурные |
коэффициенты |
прово |
||||||||
|
димости. |
как |
величина Р2 (if — t0)2 незначи |
||||||||
|
Так |
||||||||||
|
тельна, |
ею можно пренебречь. |
|
|
|||||||
|
Величина |
температурного |
коэффициента |
||||||||
|
проводимости при температуре 20° С колеб |
||||||||||
|
лется |
примерно |
от |
0,016° С-1 |
для |
кислот |
|||||
|
до 0,024° С-1 для солей. Для оснований (3 = |
||||||||||
|
= 0,019° С-1. При увеличении температуры |
||||||||||
|
значение |
р уменьшается. |
|
|
|
||||||
|
Поскольку величина р значительна, при |
||||||||||
|
конструировании кондуктометрических дат |
||||||||||
|
чиков является важным вопрос температур |
||||||||||
|
ной компенсации, |
которую обычно осуществ |
|||||||||
Рис. 60. Проточный кон |
ляют последовательным включением компен |
||||||||||
сирующего |
сопротивления. |
|
|
|
|||||||
дуктометрический датчик |
Для кондуктометрического измерения на |
||||||||||
чики погруженного |
обогатительных фабриках применяют дат |
||||||||||
типа (опускаемые непосредственно в пульпу) с |
платиновыми или стальными (из нержавеющей стали) электродами. Последние, по опытным данным, дают меньшую погрешность изме
рения, чем платиновые.
Датчикгг погруженного типа имеют ряд недостатков, которые заключаются в следующем:
на константу датчика оказывает существенное влияние глубина его погружения, а также расстояние между стенкой сосуда и элект
родами; погруженные датчики быстро покрываются шламами, вследствие
чего снижается их электропроводность; на точность измерения погруженным датчиком влияет расслое
ние пульпы по размеру частиц твердого в чане или желобе.
Для устранения этих недостатков разработан [40] проточный датчик (рис. 60), который состоит из металлического корпуса <?, имеющего два патрубка: один 1 для подвода пульпы, другой 7 для отвода ее. Наружный неподвижный электрод 6, представляющий
72
собой стакан |
из |
нержавеющей |
pH ммо |
|
|
А |
||||
стали, запрессован в нишшою |
|
|
||||||||
часть |
корпуса. |
Внутренний |
|
|
|
|||||
электрод |
4 |
цилиндрической |
|
|
|
|
||||
формы, также |
изготовленный |
|
|
|
■ |
|||||
из нержавеющей |
стали, может |
1Z ■30 |
pH |
|
|
|||||
перемещаться |
в |
вертикальном |
|
|
|
|||||
направлении. |
Переменный ток |
|
|
1/R |
|
|||||
подводится через клеммы 5 и 2. |
|
/о |
1 |
|||||||
Благодаря касательному к по |
11 ■ zo |
|
|
|
||||||
верхности |
электрода движению |
|
; |
|
||||||
пульпы скорость |
ее не влияет |
|
|
|
||||||
на |
электропроводность |
среды. |
|
|
|
|
||||
|
Во |
избежание заиливания |
|
о / |
|
|
||||
скорость подъема пульпы долж |
10 10 |
|
|
|||||||
|
|
|
||||||||
на |
несколько |
превышать ско |
|
|
|
|
||||
рость |
падения |
частиц. |
В расс |
|
/ |
|
|
|||
мотренной конструкции датчика |
|
|
|
|
||||||
скорость подъема пульпы со |
|
|
|
|
||||||
ставляет 4,7 см/с. |
|
|
zoo |
600 |
WOO C^^Mz/n |
|||||
|
Градуировочная кривая, при |
Puc. 61. Градуировочная кривая кон- |
||||||||
веденная на рис. 61, построена |
||||||||||
для плотности пульпы 1,3 т/см3. |
дуктометрического датчика |
|
||||||||
|
Между электропроводностью |
|
|
|
|
|||||
и концентрацией водородных ио |
|
|
|
|
||||||
нов (или СаО) существует за |
|
|
|
|
||||||
висимость, близкая к линейной |
|
|
|
|
||||||
в |
рабочем |
диапазоне |
концен |
|
|
|
|
|||
траций, причем для высоких |
|
|
|
|
||||||
концентраций |
щелочи чувстви |
|
|
|
|
|||||
тельность |
кондуктометрическо |
|
|
|
|
|||||
го метода выше, |
чем потенцио |
|
|
|
|
|||||
метрического. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Кондуктометрические датчи |
|
|
|
|
|||||
ки рекомендуется устанавливать |
|
|
|
|
||||||
там, где колебания плотности |
Рис. 62. Блок-схема измерения концен |
|||||||||
пульпы и концентрации посто |
||||||||||
ронних ионов (кроме измеряе |
трации жидкого стекла в пульпе |
|||||||||
мых) |
незначительны. |
|
|
|
|
|
||||
|
Д а т ч и к к о н ц е н т р а ц и и ж и д к о г о с т е к л а в |
|||||||||
п у л ь п е . |
На рис. 62 |
показана блок-схема кондуктометрического |
датчика, применяемая на Зыряновской обогатительной фабрике и рекомендуемая для измерения концентрации жидкого стекла [41]. Устройство включает четырехэлектродный датчик 1, генератор звуковой частоты 2, настроенный на частоту 3000 гц, блок выпря мления 5, высокоомный преобразователь 4, снабженный термистором 6 КМТ-4 для компенсации влияния изменения температуры, вторич ный прибор 3.
73