ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Концентратомеры переменного тока из "Полярографические методы" Первые работы, в которых метод полярографии переменного тока был использован в измерительной аппаратуре промышлецного назначения, относятся к концу 50-х годов [Л. 39, 52, 53]. [c.55] Принцип действия этих приборов заключается в непрерывном измерении амплитуды активной составляющей тока ячейки при неизменном значении поляризующего напряжения, соответствующем потенциалу пика анализируемого элемента. Позднее был разработан другой тип концентратомера, основаяный на фазовом методе измерения, при котором в точке потенциала полуволны непрерывно измеряется угол сдвига фаз между полным током ячеики и его емкостной составляю-щей [Л. 54]. [c.55] К числу основных преимуществ концентратомеров переменного тока следует отнести высокую чувствительность, независимость показаний от колебаний концентрации сопутствующего элемента (при условии достаточно большой разности полуволновых потенциалов), а также весьма слабую зависимость измеряемой величины от скорости потока или перемешивания раствора в ячейке. Последнее объясняется тем,что возникновение переменной составляющей тока обусловлено концентрационными изменениями в очень тонком слое раствора, непосредственно прилегающем к поверхности электрода. Абсолютное значение концентрации восстанавливающегося вещества в этом слое и ее изменения целиком определяются потенциалом электрода и в широких пределах не зависят от скорости перемешивания. [c.55] Однако по конструкции концентратомеры переменного тока значительно сложнее концентратомеров постоянного тока. При применении их предъявляются также более жесткие требования к постоянству состава контролируемого раствора по основным компонентам и поверхностно-активным веществам. [c.56] Рассмотрим требования к отдельным параметрам концентратомера, основанного на непрерывном измерении амплитуды активной составляющей переменного тока. [c.56] Результаты расчетов по этой формуле для разных значений относительной ошибки и числа участвующих в реакции электронов приведены в табл. 1. [c.56] Из данных таблицы следует, что для одной и той же заданной точности измерения требуется тем большая стабильность поляризующего напряжения, чем больше электронов принимает участие в электрохимической реакции. [c.56] Амплитуда переменного напряжения А1/, действующая на электродах ячейки, на основании выводов теории не должна превышать 25 мв. С уменьшением Аи увеличивается разрешающая способность концентратомера и уменьшаются нелинейные искажения. Однако при этом снижается чувствительность прибора. Опыт показывает, что встречающиеся на практике задачи во многих случаях могут быть успешно решены при работе с амплитудой в 25—30 мв. [c.57] Необходимая степень стабилизации этого напряжения определяется согласно (2-3) тем, что ошибка в измерении тока прямо пропорциональна изменению амплитуды переменного напряжения. [c.57] Выбор рабочей частоты концентратомеров может быть сделан, исходя из следующих соображений. С увеличением частоты полезный сигнал возрастает, но одновременно ухудшается отношение сигнал — помеха и уменьшается величина фарадеевского сопротивления. Последнее обстоятельство приводит к сокращению области концентраций, в которой сохраняется линейная зависимость между силой тока и концентрацией. Нижняя граница рабочей частоты определяется периодом капания ртути. Исходя из этого, в концентратомерах целесообразно применять частоты в диапазоне нескольких десятков или сотен герц. С точки зрения упрощения схем желательно использовать напряжение с частотой сети. Однако практика показывает, что наличие промышленных помех с той же частотой иногда серьезно затрудняет эксплуатацию приборов. [c.57] Внешний вид концентратомера КУК-727. [c.58] Рассмотрим схему и конструкцию концентратомера типа КУК-727, предназначенного для непрерывного автоматического измерения и регулирования малых концентраций меди в никелевом электролите Л. 55] с целью управления процессом его очистки от меди. [c.59] Контролируемый раствор из заводского трубопровода непрерывно подается через сосуд постоянного уровня в ячейку. Расход электролита через ячейку определяется диаметром фторопластовой диафрагмы и не превышает 0,5 л/мин. Применение в датчике сосуда постоянного уровня позволяет избежать резких изменений расхода через ячейку при колебаниях давления в заводских коммуникациях. В ячейку опущен отросток внешнего насыщенного каломального электрода с перегородкой из листового асбеста. Для уменьшения сопротивления жидкостной цепи внешнего электрода последний соединяется конденсатором большой емкости с погруженной в раствор пластиной из титана. [c.60] Отработанная ртуть проходит через ртутный затвор ячейки, отфильтровывается и стекает на дно электролизера, заполненного 5%-ной азотной кислотой. Донный слой ртути с поверхностью примерно 200 сл1 непрерывно перемешивается крыльчаткой, и к нему подводится положительный полюс источника тока. [c.60] Катодом служит слой ртути с поверхностью 1 см . Под действием тока (0,5—0,8 а) медь из анодной ртути переходит в раствор. Вследствие большой разности концентраций меди и ртути на катоде происходит выделение только ртути, а медь удерживается в растворе. По мере накопления очищенная ртуть из затворов анода и катода стекает в водяной насос. Струя воды от водопроводной линии подхватывает капельки ртути и увлекает их по узкой трубке к разделительному сосуду. Из затвора разделительного сосуда ртуть поступает на двухстадийную фильтрацию и вновь возвращается в резервуар ртутнокапельного электрода. [c.60] Опыт промышленной эксплуатации датчика показывает, что однажды залитая ртуть может находиться в обращении в течение 1,5—2 мес. При этом ежесуточно через систему проходит 150—180 мл ртути. [c.60] Принципиальная электрическая схема измерительного блока концентратомера представлена на рис. 2-11. [c.60] Типовая суточная диаграмма, записанная на приборе ЭПД-12, представлена на рис. 2-12. [c.62] Как показывает опыт эксплуатации, среднеквадратичная погрешность концентратомера на диапазоне О— 10 мг/л составляет 5—7%. [c.63] Концентратомер КУК-727 может быть применен также для непрерывного контроля малых содержаний других элементов в различных промышленных растворах, не требующих предварительной пробоподготовки. [c.64] Вернуться к основной статье