Принципы построения и разработка амплитудных, частотных и импульсных кондуктометров для контроля природной среды и технологических процессов

• Автор: Латышенко, Константин Павлович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 237 с. : ил.

Список принятых в работе сокращений

Глава 1. Применение кондуктометрических анализаторов для контроля природной среды

и технологических процессов

1.1. Применение кондуктометрических анализаторов в промышленности,

охране природной среды и научных исследованиях

1.2. Кондуктометрия как метод физико-химического анализа

1.3. Состояние и перспективы развития кондуктометрии

1.4. Анализ измерительных структур кондуктометрических анализаторов

Выводы

Глава 2. Исследование и разработка

низкочастотных контактных кондуктометров

2.1. Статистический анализ измерительных схем контактных кондуктометров
2.2. Исследование электрофизических свойств латексов, их смесей,
пен на их основе и промывной воды
2.3. Анализ измерительных схем кондуктометров
с выносными измерительными преобразователями
2.4. Разработка кондуктометров контроля кратности пены
и качества промывки губчатых изделий
2.5. Исследование электрофизических свойств травильных растворов
2.6. Разработка многокомпонентных концентратомеров травильных растворов
Выводы

Глава 3. Исследование и разработка микропроцессорных
кондуктометрических анализаторов
3.1. Анализ кондуктометрических схем, использующих способ сравнения
3.2. Микропроцессорный лабораторный кондуктометр КЛ
3.3. Исследование элекгрофизических свойств
щелочного раствора диацетон-Ь-сорбозы
3.4. Микропроцессорный концентратомер ДАС КД
3.5. Разработка перспективного микропроцессорного кондуктометра
Выводы
Глава 4. Исследование и разработка метода частотной кондуктометрии
4.1. Теоретические основы метода частотной кондуктометрии
4.2. Разработка частотных кондуктометров
Выводы
Глава 5. Исследование и разработка метода импульсной кондуктометрии
5.1. Математическое моделирование импульсных
кондуктометрических преобразователей
5.2. Исследование метода импульсной кондуктометрии
5.3. Импульсный кондуктометрический преобразователь
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение

СПИСОК ПРИНЯТЫХ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЙ
ВУ - вычислительное устройство;
ИП - измерительный преобразователь;
МП - микропроцессор;
ПИП - первичный измерительный преобразователь;
СКП, а - среднеквадратическая погрешность;
УЭП,^ - удельная электрическая проводимость;
ЭФС - электрофизические свойства;
А - постоянная ячейки;
С - концентрация вещества;
У- чувствительность ИП;
Ш- выходной сигнал кондуктометра; и - параметры и условий работы ИП;
Хн - неинформативных параметров анализируемого вещества; собственные шумы кондуктометра;
сзи * зи
Л = / 1---^— - коэффициент взаимной корреляции вариаций 311] и ОД;
4ЩуЩ)
Л - символ номинального значения параметра;
<...>- символ математического усреднения параметра.
А (8у- абсолютная (относительная) погрешность измерения; р - плотность раствора;
/ - температура раствора;
/ со - частота (круговая частота); е - диэлектрическая проницаемость вещества;

компенсационных структур с уравновешиванием в рабочем и сравнительном каналах и схемы отношения. На основе математических моделей получены выражения систематической и случайной составляющих погрешностей. Источником погрешностей являются неконтролируемые изменения параметров измерительных структур и внешней среды, неинформативные изменения параметров анализируемой пробы, собственные шумы измерительных преобразователей [201].
Таблица 2
Сравнение дисперсий кондуктометра ДКФ-101 в двух режимах измерений
Точка шкалы, % 0 20 40 60 80
Р=а//а22 1,42 2,56 1,97 3,23 3,33 3,69
Ркрит ПРИ Р = 0,95 1,90 1,90 1,90 1,90 1,90 1,90
Ркрит ПРИ Р = 0,99 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50
Анализ метрологических характеристик базовых структур кондуктометров при измерении электрической проводимости раствора и его электрического сопротивления показывает практическую равноценность указанных режимов работы.
Выражение СКП использовано как количественный критерий качества кондуктометрическчх структур. Показано, что в моделях СКП пяти рассмотренных схем можно выделить мультипликативную и ад дитивную составляющие.
Проведён сравнительный анализ измерительных схем кондуктометров по критерию минимума СКП. Показано, что дифференциальная схема в сопоставимых условиях имеет меньший уровень СКП по сравнению со схемой непосредственного измерения при у > 0,5, а компенсационная схема и схема отношения - при у > 0,25.
На основе этих исследований был сформулирован принцип уменьшения погрешностей в дифференциальной и компенсационной структурах кондуктометров за счёт взаимной компенсации коррелированных случайных вариаций параметров рабочего и сравнительного каналов.