Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ИЗМЕРИТЕЛЬ ОБЩЕЙ ЩЕЛОЧНОСТИ В РАСТВОРЕ
ИЗМЕРИТЕЛЬ ОБЩЕЙ ЩЕЛОЧНОСТИ В РАСТВОРЕ

ИЗМЕРИТЕЛЬ ОБЩЕЙ ЩЕЛОЧНОСТИ В РАСТВОРЕ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к области потенциометрического измерения щелочности в анализируемом растворе, а именно к измерителю общей щелочности в растворе, содержащему потенциометрическую ячейку с анализируемым раствором, измерительный электрод для определения pH и вспомогательный электрод, при этом ячейка выполнена проточной и содержит ионоселективный электрод для определения pCO3, измеритель снабжен блоком измерения pH, блоком измерения pCO3, аналого-цифровым преобразователем, вычислителем концентрации гидроксильных ионов OH-, вычислителем концентрации карбонатных ионов CO23-, вычислителем концентрации бикарбонатных ионов HCO-3, сумматором-вычислителем общей щелочности и цифроаналоговым преобразователем, причем ячейка соединена с блоком измерения pH и блоком измерения pCO3, которые соединены с аналого-цифровым преобразователем, соединенным с вычислителем концентрации гидроксильных ионов OH- и вычислителем концентрации карбонатных ионов CO23-, соединенным, в свою очередь, с вычислителем концентрации бикарбонатных ионов HCO-3, вычислитель концентрации гидроксильных ионов OH-, вычислитель концентрации карбонатных ионов CO23- и вычислитель концентрации бикарбонатных ионов HCO-3 соединены с сумматором-вычислителем общей щелочности, который соединен с цифроаналоговым преобразователем. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2090878
Класс(ы) патента: G01N27/416
Номер заявки: 94023814/25
Дата подачи заявки: 23.06.1994
Дата публикации: 20.09.1997
Заявитель(и): Хохлов Виктор Васильевич; Аверьянов Олег Васильевич
Автор(ы): Хохлов Виктор Васильевич; Аверьянов Олег Васильевич
Патентообладатель(и): Хохлов Виктор Васильевич; Аверьянов Олег Васильевич
Описание изобретения: Изобретение относится к области потенциометрического измерения щелочности в анализируемом растворе и позволяет определять общую щелочность в питьевой и сточной воде, а также при химводоподготовке для котельных агрегатов.
Известны способы и устройства для определения общей щелочности в анализируемых растворах (см. патент Японии N 2-256464, кл. G 01N 33/84, 21/80, 33/72, 04.06.90, патент Японии N 1-17109, кл. G 01N 33/30, 29.03.89, патент Японии N 2-25143, кл. G 01N 27/4116, 31.052.90, а.с. СССР N 464810, кл. G 01N 27/416, оп. 25.03.75).
Из известных измерителей общей щелочности в анализируемых растворах наиболее близким по технической сущности к изобретению является "pH-метр", описанный в а.с. СССР N 464810, кл. G 01N 27/416, оп. 25.03.75, содержащий датчик ЭДС, измерительную мостовую электрическую схему, в два противоположных плеча которой включен сдвоенный полевой транзистор, затворы которого соединены с электродами датчика ЭДС, термокомпенсатор, усилитель, потенциометр с двигателем и регулирующий прибор.
Технической задачей настоящего изобретения является определение общей щелочности в растворе с помощью проточной трехэлектродной потенциометрической ячейки с измерительным электродом для определения pH, ионоселективным электродом для определения pCO3 и вспомогательным электродом с последующим вычислением с помощью сумматора-вычислителя общей щелочности в мг-экв/л в исследуемом растворе.
Технический результат выражается в расширении возможности pH-метра.
Это достигается тем, что измеритель общей щелочности в растворе содержит потенциометрическую ячейку с анализируемым раствором, измерительный электрод для определения pH и вспомогательный электрод, причем ячейка выполнена проточной и содержит ионоселективный электрод для определения pCO3, измеритель снабжен блоком измерения pH, блоком измерения pCO3, аналого-цифровым преобразователем, вычислителем концентрации гидроксильных ионов OH-, вычислителем концентрации карбонатных ионов CO23-, вычислителем концентрации бикарбонатных ионов HCO-3, сумматором-вычислителем общей щелочности и цифроаналоговым преобразователем, при этом ячейка соединена с блоком измерения pH и блоком измерения pCO3, которые соединены с аналого-цифровым преобразователем, соединенным с вычислителем концентрации гидроксильных ионов OH- и вычислителем концентрации карбонатных ионов CO23-, соединенным, в свою очередь, с вычислителем концентрации бикарбонатных ионов HCO-3, вычислитель концентрации гидроксильных ионов OH-, вычислитель концентрации карбонатных ионов CO23- и вычислитель концентрации бикарбонатных ионов HCO-3 соединены с сумматором-вычислителем общей щелочности, который соединен с цифроаналоговым преобразователем.
Измеритель общей щелочности в растворе содержит (см. чертеж) проточную потенциометрическую ячейку 9 с анализируемым раствором 13, измерительный электрод 10 для определения pH, вспомогательный электрод 11, ионоселективный электрод 12 для определения pCO3, блок 1 измерения pH, блок 2 измерения pCO3, аналого-цифровой преобразователь 3, вычислитель 4 концентрации гидроксильных ионов OH-, вычислитель 5 концентрации карбонатных ионов CO23-, вычислитель 6 концентрации бикарбонатных ионов HCO-3, сумматор-вычислитель общей щелочности 7 и цифроаналоговый преобразователь 8.
В соответствии с [1] общая щелочность M воды
M = [OH-] + [CO23-] + [HCO-3],
где [OH-] концентрация гидроксильных ионов OH- в г-ион/л;
[CO23-] концентрация карбонатных ионов CO23- в г-ион/л;
[HCO32-] концентрация бикарбонатных ионов HCO-3 в г-ион/л.
Из уравнения ионного произведения воды в [1]
fOH·[OH-](H+)=KW
и с учетом формулы

определяют концентрацию гидроксильных ионов OH- в мг-экв/л, т.е.

где KW константа (ионное произведение воды), [1] стр. 16;
μ константа (ионная сила воды) в расчетах, связанных с водоподготовкой, m < 0,01 [1] стр. 14.
Затем измеряют величину pCO3 и определяют концентрацию карбонатных ионов в мг-экв/л, т.е. из определяют
Согласно формуле (1,38) из [1] концентрация бикарбонатных ионов в мг-экв/л вычисляется по формуле

где K2 константа диссоциации угольной кислоты второй ступени [1] стр. 18.
Таким образом, общая щелочность M в мг-экв/л определяется формулой

где KW, μ, K2 константы;
pH и pCO3 определяют потенциометрическим методом [2,3,4] блоками измерения 1 и 2 (см. чертеж), имеющими температурную компенсацию.
Измеритель общей щелочности в растворе работает следующим образом.
Электрический аналоговый сигнал, пропорциональный значениям pH и pCO3 с блоков 1 и 2 соответственно, подают на аналого-цифровой преобразователь 3 (см. чертеж), на выходе которого получают электрический сигнал в цифровом коде, пропорциональный значениям pH и pCO3 соответственно.
С выхода аналого-цифрового преобразователя 3 электрический сигнал подают на вычислитель 4 по формуле (1) и вычислитель 5 по формуле (2), с которого электрический сигнал в цифровом коде, пропорциональный концентрации карбонатных ионов CO23-, подают на вычислитель 6 по формуле (3), после чего электрические сигналы в цифровом коде, пропорциональные соответственно концентрации гидроксильных ионов OH- с блока 4, концентрации карбонатных ионов CO23- с блока 5 и концентрации бикарбонатных ионов HCO-3 с блока 6, подают на сумматор-вычислитель 7 по формуле (4), с которого электрический сигнал в цифровом коде, пропорциональный общей щелочности, подают на цифроаналоговый преобразователь 8, на выходе которого формируют стандартный электрический аналоговый сигнал, пропорциональный общей щелочности M в мг-экв/л в анализируемом растворе.
Аналого-цифровой преобразователь 3 может быть выполнен на микросхеме [3] стр. 439, вычислитель 4 (см. чертеж) моет быть выполнен на микросхеме [3] стр. 187, вычислитель 5 также может быть выполнен на микросхеме [3] стр. 187, вычислитель 6 также выполнен на микросхеме [3] стр. 187, сумматор-вычислитель 7 также выполнен на микросхеме [3] стр. 187 и цифроаналоговый преобразователь 8 также может быть выполнен на микросхеме [3] стр. 465.
Литература.
1. Очистка природных вод. Клячко В.А. Апельцин И.Э. Москва, 1971 г. стр. 16, 30-32.
2. Патент БПВ N 0288724, кл. G 01N 27/30, 27/26, 02.11.88.
3. Интегральные микросхемы, справочник. Москва, "Энергоатомиздат", 1985 г. стр. 439, 465, 519, 187.
4. Количественный анализ. Алексеев В.Н. Москва, "Госхимиздат", 1963 г. стр. 495-496.
Формула изобретения: Измеритель общей щелочности в растворе, содержащий потенциометрическую ячейку с анализируемым раствором, измерительный электрод для определения pН и вспомогательный электрод, отличающийся тем, что ячейка выполнена проточной и содержит ионоселективный электрод для определения pСО3, измеритель снабжен блоком измерения pН, блоком измерения pСО3, аналого-цифровым преобразователем, вычислителем концентрации гидроксильных ионов ОН-, вычислителем концентриции карбонатных ионов CO23-, вычислителем концентрации бикарбонатных ионов HCO-3, сумматором-вычислителем общей щелочности и цифроаналоговым преобразователем, при этом ячейка соединена с блоком измерения pН и блоком измерения pСО3, которые соединены с аналого-цифровым преобразователем, соединенным с вычислителем концентрации гидроксильных ионов ОН- и вычислителем концентрации карбонатных ионов CO23-, соединенным в свою очередь с вычислителем концентрации бикарбонатных ионов HCO-3, вычислитель концентрации гидроксильных ионов OH-, вычислитель концентрации карбонатных ионов CO23-, и вычислитель концентрации бикарбонатных ионов HCO-3, соединены с сумматором-вычислителем общей щелочности, который соединен с цифроаналоговым преобразователем.