Развитие научно-методических основ проектирования кондуктометрических приборов контроля жидкостей и разработка технических средств их метрологического обеспечения.

• Автор: Первухин, Борис Семенович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 216 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список принятых в работе сокращений
Введение
Глава 1.Применение кондуктометрических анализаторов для контроля
природной среды и технологических процессов
1.1. Применение кондуктометрических анализаторов в промышленности охране природы 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. Способы определения параметров первичных преобразователей с жидкостью, влияющих на результат измерения удельной электрической проводимости
2.1. Определение параметров первичных измерительных преобразователей контактных кондуктометров на переменном напряжении синусоидальной формы
2.2. Определение параметров первичных измерительных преобразователей контактных кондуктометров на переменном напряжении прямоугольной формы
2.3. Определение параметров емкостных первичных преобразователей кондуктометров..
2.4. Параметры индуктивных ПИП
Выводы
Глава 3. Способы измерения активных потерь в жидкости
3.1. Анализ измерительных схем кондуктометров при питании измерительных цепей переменным синусоидальным напряжением
3.2. Анализ измерительных схем кондуктометров использующих индуктивные трансформаторные ПИП
3.3. Анализ измерительных схем кондуктометров использующих частотные методы
3.4. Анализ измерительных схем кондуктометров при питании их переменным
несинусоидальным напряжением
Выводы
Глава 4. Разработка кондуктометров и кондуктометрических концентратомеров для
контроля технологических процессов
4.1 .Математические модели зависимостей УЭП и концентрации растворов
4.2. Разработка контактных кондуктометров для контроля технологических процессов..
4.3. Разработка бесконтактных кондуктометров для контроля технологических
процессов
Глава 5. Разработка лабораторных кондуктометров
5.1. Разработка лабораторных кондуктометров реализующих способ сравнения напряжений
5.2. Разработка лабораторных кондуктометров реализующих схему сравнения токов.... 152 Глава 6.Разработка средств метрологического обеспечения кондуктометров
6.1. Разработка поверочной установки кондуктометров на диапазон
от 1 мкСм/м до 100 См/м
6.2. Возможность расширения диапазона воспроизведения УЭП жидкостей первичной
эталонной базой
Заключение
Список литературы
Приложение
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ПИП - первичный измерительный преобразователь.
УЭП - удельная электрическая проводимость.
НСХ - номинальная статическая характеристика.
А - абсолютная погрешность.
РСХ - реальная статическая характеристика. а — длительность импульса напряжения в долях п.
8 - относительная систематическая погрешность. е - относительная диэлектрическая проницаемость.
То - электрическая постоянная, Ф/м. р - удельное сопротивление раствора, Ом м. г - длительность импульса в долях тс.
<р - угол сдвига фазы выходного сигнала, рад.
(р„ - угол сдвига фаз на п-ной гармонике.
X - удельная электрическая проводимость анализируемого раствора, См/м. т - круговая частота, рад.
А - постоянная ПИП, м'1.
Ь - реактивная составляющая проводимости ПИП.
Ьиц - реактивная составляющая проводимости измерительной цепи.
С - суммарная электрическая емкость электродов ПИП, Ф.
Ср- электрическая емкость анализируемого раствора, Ф.
Сэ- электрическая емкость двойного электрического слоя электрода, Ф.
Сс— суммарная емкость связи, Ф.
/ - частота, Гц. г - мгновенный ток.

многоэлектродных ПИП применяют уравновешенные мосты как с активными плечами [10, 99, 100], так и мосты с тесной индуктивной связью между плечами отношения [101].
Для неуравновешенных мостов (когда в измерительной диагонали моста течёт ток) [1, 2, 102] характерньми являются влияние нестабильности частоты и напряжения питания измерительной цепи, а также реактивной составляющей импеданса ПИП и активной составляющей поляризационного сопротивления электродов на результат измерений.
Квази- и полууравновешенные мосты обладают рядом достоинств уравновешенных мостов [21, 83, 103, 98], требуют меньшего количества регулируемых элементов, мер в плечах моста. Известны кондуктометры, использующие мост переменного тока с активными плечами, в который включён двухэлектродный ПИП [21, 98, 103, 104, 105], питание которых осуществляется как синусоидальным напряжением [104, 105], так и прямоугольным [103].
Компенсационный способ [1, И, 13, 21, 98] на переменном токе низкой частоты получил распространение для измерения УЭП жидкостей в основном с помощью четырёхэлектродных ПИП. Его суть заключается в компенсации падения напряжения на ПИП встречным напряжением до нуля.
Таким образом, из всех рассмотренных устройств, использующих мостовые и компенсационный способы измерения, полууравновешенные мосты в наилучшей степени отвечают требованиям простоты реализации и достаточно высокой точности [98]. Кондуктометры на полууравновешенных мостах, кроме того, инвариантны к изменению напряжения питания.
Способ сравнения используют в кондуктометрии в виде двух разновидностей: одновременного и разновременного сравнения [1, 2, 13,21, 98]. Суть способа заключается в сравнении проводимости (сопротивления) ПИП или тока через него (напряжения) с аналогичными величинами на известном сопротивлении.