Бесконтактные низкочастотные кондуктометры

Особенностью бесконтактных низкочастотных кондуктометров является отсутствие гальванического контакта электродов ячейки с анализируемой средой, что позволяет контролировать едкие, агрессивные и абразивные растворы, а также жидкости, склонные к налипанию на электроды датчика. Благодаря этому исключается отравление электродов, катализ материалом электродов реакций в растворе и другие побочные процессы.

Схема кондуктометра с жидкостным витком показана на рис. 2.18.

Рис. 2.18. Схема кондуктометра с жидкостным витком.

Труба из диэлектрика образует замкнутый виток, который заполнен циркулирующей анализируемой жидкостью. Снаружи по краям трубки намотаны обмотки двух трансформаторов (от лат. transformo — преобразую) Тр1 и Тр2. Первичная обмотка трансформатора Тр1 питается переменным напряжением U. Замкнутый жидкостной виток, образованный раствором электролита в трубе, выполняет функцию вторичной обмотки трансформатора Тр1 и первичной — для трансформатора Тр2.

В результате электромагнитного взаимодействия в жидкостном витке индуцируется ЭДС.

где и | и п₂ — число витков обмоток трансформатора Тр1 и Тр2 соответственно (обычно п₂= 1).

Сила тока, протекающего в жидкостном витке, равна.

где R — электрическое сопротивление жидкостного витка.

Таким образом, ток, протекающий в жидкостном витке (2.20), прямо пропорционален УЭП раствора. Этот ток измеряют с помощью трансформатора Тр2.

Такие кондуктометры работают при частоте питающего напряжения около 1 кГц, их используют, как правило, для контроля сильных электролитов (соляная, серная и азотная кислоты, щёлочи).

Промышленный трансформаторный НЧ кондуктометр (рис. 2.19) предназначен для непрерывного контроля УЭП жидких сред, а также для определения концентраций солей, щелочей, кислот в водных растворах (в том числе загрязнённых) при однозначной зависимости УЭП от концентрации и температуры этих веществ.

Кондуктометр имеет бесконтактный датчик УЭП трансформаторного типа.

Кондуктометр (рис. 2.20) использует трансформаторный способ измерения. При этом «жидкостной виток» формирует информативный сигнал, а канал сравнения — компенсационный. В качестве компаратора токов каналов измерения и сравнения применяется второй трансформатор Тр2.

Критерием нахождения равновесия измерительной цепи является равенство нулю тока в выходной обмотке, что фиксирует амперметр.

Рис. 2.19. Внешний вид НЧ кондуктометра:

1 — измерительный преобразователь; 2 — датчик трансформаторного типа.

Рис. 2.20. Электрическая схема кондуктометра.

Кондуктометр имеет бесконтактный датчик УЭП трансформаторного типа (рис. 2.19 и 2.21). Анализируемая жидкость поступает снизу и обтекает трансформаторы, образуя жидкостной виток связи между ними. Чувствительный элемент может быть вмонтирован в бачок — проточное исполнение, или укреплён на штанге длиной до 2 метров — погружное исполнение. Все детали датчика, контактирующие с измеряемой жидкостью, опрессованы полипропиленом или покрыты защитным материалом, устойчивым к данной среде, что позволяет контролировать электропроводность химически агрессивных жидкостей.

Корпус ИП имеет два барьера герметизации, что позволяет сохранять работоспособность прибора в любых условиях окружающей среды.

Рис. 2.21. Устройство датчика кондуктометра: I — корпус датчика; 2 — трансформаторы;

3 — компаратор токов.