Файл: Усиков, С. В. Электрометрия жидкостей.pdf

величина емкости Си тем круче характеристики и больше значе­ ние КмакоУвеличение частоты приводит к возрастанию значе­

чета емкостного преобразователя.

Допустим, что величины G и Сэ известны из эксперимента.

90

чета виде, если выражение (IV.22) для емкостной составляющей решить относительно к. При этом получим [119]:

Из рассмотрения выражения (IV.31) видно, что выражение (IV.29) справедливо, если второй сомножитель близок к еди­ нице. Условие

то выражение (IV.29) справедливо при выполнении только од­ ного условия (IV.32).

Аналогичным образом, обращаясь к последовательной экви­

с, i + ®2r 0-c I

где R3l и Сэ, — эквивалентные сопротивления и емкость после­ довательной эквивалентной схемы.

Как и прежде, полагаем /?э, и Сэ, известными (определен­ ными из опыта). Тогда на основании выражений (IV.33) и (IV.34) находим

kiRi ® - 1

где

Сэ,+ С 1 С1 - Сэ,

Следовательно, если каким-либо способом определить вели­ чины G и Сэ для параллельной эквивалентной схемы (или R3i и Сэ, для последовательной схемы), а также параметры двой­ ного слоя и паразитные параметры преобразователя (главным

9!

образом Сп), то становится возможным вычислить значения е и х жидкости бесконтактным способом.

Вообще пути определения элементов полного сопротивления или полной проводимости по диапазону частоты и точности мо­ гут быть самыми различными. В настоящее время в отечествен­ ной и зарубежной промышленности выпускаются приборы, кото­ рые используются для этих целей [40, 122—125].

Метод определения е, основанный на градуировке преобразователя по п эталонам

Принцип емкостных бесконтактных измерений диэлектриче­ ской проницаемости жидкости по п эталонам ясен из рассмотре­ ния зависимости эквивалентной емкости (или АСЭ) преобразова­ теля от х для растворов, составленных на основе растворителей

нам, если известно, что х исследуемой жидкости в системе дан­ ного преобразователя при данной частоте не выходит за пределы начального участка характеристик рис. IV. 13. При этом, оче­ видно, ужесточаются требования к конструкции преобразователя.

К недостаткам метода, в первую очередь, следует отнести все то, что было сказано о градуировке по эталонным жидкостям контактного преобразователя. Кроме того, диапазон измерения преобразователя ограничивается проводимостью жидкости; ме­ тод пригоден при условии f — const.

Метод определения е и х по одному эталону (с помощью приведенной паразитной емности)

Определение диэлектрической проницаемости и удельной про­ водимости по одному эталону заключается в следующем [121]. В предположении, что активные эквивалентная паразитная про­ водимость 6„ = 1/Дп и проводимость 1//?д малы, эквивалентная

92

схема приводится к схеме рис. IV. 14, где С'п — приведенная па­ разитная емкость. Введение последней позволяет учесть влияние емкости двойного слоя на границе раздела изолятор — жидкость и при решении задачи воспользоваться соответствующими выра­ жениями настоящего раздела. Величина С'и при этом может быть найдена графоаналитическим способом на основании пере­ сечения прямой, соответствующей диэлектрической проницаемо­ сти эталонного вещества, с кривой зависимости фиктивной ди­ электрической проницаемости от фиктивной паразитной емко-

сти. Точка пересечения на рис. IV. 15 указывает величину при­ веденной паразитной емкости преобразователя. Фиктивная па­ разитная емкость рассчитывается при помощи уравнений

С'а = С9 + С'а;

Сэ, = Сэо + Сп

и выражения (IV.29) или (IV.31), в которых С2 = С0еi, а В |- диэлектрическая проницаемость эталонной жидкости. Значение Со определяется из выражения (IV.36), справедливого для пре­ образователя с воздухом:

наконец, фиктивную диэлектрическую проницаемость еф по ве­ личине ниже и выше эталонной. Полученные точки для еф на графике образуют кривую, пересекающуюся с прямой соответ­ ствующей ei эталонной жидкости. Далее, на основании выра­ жений (IV. 35) и (IV. 36), (IV. 29) или (IV. 31) находят вели­ чины С1, Сэ, СЭо, С0, С2 и, наконец, е==С2/С0.

Приведенная паразитная емкость С'п также может быть най­ дена из выражения [126, с. 19]:

93