| Российский химико-аналитический
портал |
химический анализ и аналитическая химия в фокусе внимания ::: портал химиков-аналитиков ::: выбор профессионалов |
 |
|
| ANCHEM.RU » Форумы » 1. Аналитический форум ... |
 |
Самодельный кондуктометр-солемер >>>
|
 |
| Автор | Тема: Самодельный кондуктометр-солемер | |||||
|
genrobaksel Пользователь Ранг: 8 |
 11.05.2011 // 15:58:43
Уважаемые химики! Подскажите пожалуйста. Сделал простенький кондуктометр-солемер: в виде моста Кольрауша. Раствор между электродами кондуктометрической ячейки - водный и проточный с очень низким содержанием солей (низкопроцентный). Вопрос: можно ли не подавать на эти электроды переменное напряжение? И еще - подскажите пожалуйста схему температурной компенсации(можно простенькую), желательно с номиналами сопротивлений терморезистора. Заранее спасибо. |
|||||
|
ANCHEM.RU Администрация Ранг: 246 |
||||||
|
ion+ Пользователь Ранг: 2924 |
11.05.2011 // 16:29:57
Редактировано 2 раз(а) Название: Температурная компенсация электронных схем Автор: Кривоносов А. И. Издательство: Связь Год издания: 1977 Страниц: 136 Формат: DJVU Размер: 3,9 МБ Качество: Отличное, 600дпи, цветные обложки mirknig.com/.../1181336531-temperaturnaya-kompensaciya-elektronnyh- shem.html см.пункт 11. |
|||||
|
Степанищев М VIP Member Ранг: 3440 |
11.05.2011 // 16:32:23
Редактировано 1 раз(а) genrobaksel > можно ли не подавать на эти электроды переменное напряжение? Можно, но нежелательно. Прежде всего, из-за поляризации электродов. Но лучший вариант, разумеется, чистая синусоида. Даже сетевое напряжение не очень подходит из-за наличия помех и гармоник. Есть промежуточный вариант. Периодически переключать направление тока (полярность) при неизменном абсолютном напряжении. Дабы выдержать единство стиля и конструкции Вам, вероятно, придётся использовать релейный генератор меандра и аналогичный фазочувствительный выпрямитель.  ...подскажите пожалуйста схему температурной компенсации (можно простенькую), желательно с номиналами сопротивлений терморезистора. Линейный коэффициент изменения УЭП от температуры может лежать в пределах от 1 до 2,5% на 1 градус Цельсия, приблизительно, в зависимости от состава раствора. Вдобавок, функция нелинейна и для нормальной термокомпенсации имеет смысл учитывать, как минимум, квадратичный член. Проще, мне кажется, температуру измерять, а поправку учитывать вручную, предварительно определив её для Вашего раствора экспериментально. Термокомпенсация на микрокалькуляторе - это будет максимально дёшево и сурово в данном случае. |
|||||
|
Степанищев М VIP Member Ранг: 3440 |
11.05.2011 // 16:39:05
Редактировано 1 раз(а) Ion+, схема измерения мостовая - что там термокомпенсировать. Речь, по всей вероятности, идёт о приведении результатов измерений к определённой температуре, к примеру, к 0, 18, 20 или 25 градусам. |
|||||
|
ion+ Пользователь Ранг: 2924 |
11.05.2011 // 16:41:05
Редактировано 1 раз(а) Вы правы! Но может книжица лишней не будет. |
|||||
|
Кип Пользователь Ранг: 508 |
11.05.2011 // 19:00:44
А чем синусоида в данном случае лучше меандра? на счет термокомпенсации, думаю она будет мало того что не линейная, а еще и зависеть от конкретной конструкции. Какие в данном случае могут быть номиналы? Был такой армянский (в смысле делали его в Армении) прибор САР - поточный солемер, там были терморезисторы для компенсации. Однако шкала на КСП-2 с которой считывались показания была не линейной То есть как я понимаю сама зависимоть не линйная, да еще и компенсация не линейная... В принципе, если колебания температуры не большие... Тут, наверно, нужно начать с эксперемента: Сначала снять зависимость от температуры в какой-то одной точке. Затем включив в какое-нибудь пплечо моста (параллельно или последовательно) переменое сопротивление, а лучше магазин. Подобрать такие сопротивления, которые будут компенсировать влияние температуры. И теперь можно определиь ТКС (температурный коэффициент сопротивления) зная его и глядя на номинал сопротивления на магазине, можно в интернете искать нужный терморезистор
|
|||||
|
Каталог ANCHEM.RU Администрация Ранг: 246 |
|
|||||
|
Степанищев М VIP Member Ранг: 3440 |
12.05.2011 // 7:05:09
Редактировано 1 раз(а) Кип >А чем синусоида в данном случае лучше меандра? Отсутствием высших гармоник, как минимум. Измеряемый объект, с точки зрения ТОЭ, представляет собой набор резисторов и конденсаторов. В нём нужно определить сопротивление одного только резистора. При подаче синусоиды форма сигнала не изменяется и задача сводится к решению системы уравнений с комплексными переменными. Для меандра в этой ситуации возможно только приближение. Но при измерении на меандре применяется другое допущение. Его проводят "как бы" на постоянном токе, пытаясь начать измерения после завершения переходных процессов (зарядки конденсаторов в упомянутой схеме), но до начала заметных электрохимических процессов на поверхности электродов. Результат, разумеется, будет заведомо хуже, чем при вычислении активной составляющей импеданса. Но для приблизительных оценок - годится. Другой вопрос, зачем городить мостовую схему и не использовать её потенциальных возможностей. Собрать источник гармонических колебаний можно буквально на одной лампе. Детектировать сигнал тоже несложно: ведь интересует только его отсутствие, можно и осциллографом посмотреть. Разве что компенсирование моста отдельно по активной, отдельно по реактивной составляющей будет более трудоёмким занятием. Но если высокая точность не интересует, конечно, можно и постоянным током обойтись, как и говорилось выше. Только к результатам следует относиться критически, не забывая о существовании систематической погрешности. > И теперь можно определиь ТКС (температурный коэффициент сопротивления) зная его и глядя на номинал сопротивления на магазине, можно в интернете искать нужный терморезистор Зачем портить мостовую схему такими извращениями? Ведь вносить компенсацию придётся в то плечо, в котором находится сама ячейка. При этом руководствуясь с потолка взятой зависимостью в проценты на градус. Тогда уж проще не заморачиваться и измерять УЭП органолептически - на глазок. Или советуясь с Мировым Разумом (после очистительной молитвы и ритуальных жертвоприношений) - с тем же результатом. Всё же правильнее, думаю, будет получать результаты измерения УЭП при реальной температуре, фиксировать их, и только затем пересчитывать по своему усмотрению. Но всё зависит от постановки задачи, разумеется. Простейший показометр "рассол-дистиллят" можно, к примеру, из китайского тестера и двух бритвенных лезвий собрать. |
|||||
|
Кип Пользователь Ранг: 508 |
12.05.2011 // 10:06:50
Редактировано 1 раз(а) Думаю автор темы уже потерял к ней интрес , и тема более интересна нам с Вами.Степанищев М пишет: "но до начала заметных электрохимических процессов на поверхности электродов." а что при синусоиде переходных процессов на пласинах не идет, не зависимо от частоты? Что Вы имеете ввиду под переходными процессами на пластинах? Физические или химические? Хотя, в принципе, конечно я согласен что при запитке моста синусоидой схема получится проще. "Зачем портить мостовую схему такими извращениями? Ведь вносить компенсацию придётся в то плечо, в котором находится сама ячейка." естественно в то плечо где ячейка, а как при этом схема испортится? Перекос моста может возникнуть, придется компенсировать и чувствительность упадет? Так я думаю чувствительности здесь достаточно. А шкалу придется все равно рисовать на гальвонометре используя стандартные растворы. "При этом руководствуясь с потолка взятой зависимостью в проценты на градус. " не понял какая зависимость с потолка взятая? Вроде же ее эксперементально я предлагал определить. Так же не понятно почему синусоида из розетки не устроит? на осциллографе ни каких искажений обычно не заметно, значит коэффициент искажений не велик, и думаю будет вносить погрешность в измерение, гораздо меньшую чем погрешность обусловленная самим методом измерения. |
|||||
|
Степанищев М VIP Member Ранг: 3440 |
12.05.2011 // 15:57:47
Кип > Думаю автор темы уже потерял к ней интрес, и тема более интересна нам с Вами. Кто знает, может и заглянет когда-нибудь. > ...а что при синусоиде переходных процессов на пласинах не идет, не зависимо от частоты? Потому рабочие частоты кондуктометров и выбирают в диапазоне 1-4 кГц. При этом минимизируется влияние как химических процессов на электродах, максимальных на постоянном токе, так и всевозможных утечек и паразитных токов, которые увеличиваются с ростом частоты. > Что Вы имеете ввиду под переходными процессами на пластинах? Физические или химические? В контексте предыдущего комментария под переходными процессами подразумевались чисто физические процессы на емкостях, в соответствии с ТОЭ и ТАУ. Под электрохимическими процессами на электродах - они самые: реакции окисления-восстановления в приэлектродном слое, в первую очередь. А также явление концентрационной поляризации, возникающее вследствие диффузии потенциалоопределяющих ионов. > естественно в то плечо где ячейка, а как при этом схема испортится? Перекос моста может возникнуть, придется компенсировать и чувствительность упадет? Так я думаю чувствительности здесь достаточно. А шкалу придется все равно рисовать на гальвонометре используя стандартные растворы. На гальванометре ничего рисовать не надо. Его задача в мостовой схеме - измерить нуль. На переменном токе всё чуть сложнее, но принцип тот же. Схема испортится тем, что в плечо моста, кроме сопротивления измеряемого раствора, злонамеренно включается неконтролируемый источник дополнительной погрешности. > не понял какая зависимость с потолка взятая? Вроде же ее эксперементально я предлагал определить. Абсолютное значение добавочного сопротивления будет зависеть от УЭП измеряемого раствора, априори неизвестного. ТКС - от состава раствора, который более-менее предсказуем, но тоже подвержен изменениям. Мостовая схема позволяет получить достаточно точное значение УЭП при текущей температуре. А идея вносить термокомпенсацию подобным методом сродни умножению результата микрометрического измерения на произвольный коэффициент, полученный сравнением на глаз с портновским метром, если так понятнее. > Так же не понятно почему синусоида из розетки не устроит? на осциллографе ни каких искажений обычно не заметно, значит коэффициент искажений не велик, и думаю будет вносить погрешность в измерение, гораздо меньшую чем погрешность обусловленная самим методом измерения. И какое отклонение формы синусоидального сигнала Вы можете определить визуально разглядывая экран осциллографа? Процентов двадцать? Даже при развёртке по двум координатам (если подключить по X внешний генератор) отклонение от линии, при удачно подобранной фазе, будет заметно при искажениях процентов на пять-десять. При том осциллограмма будет нестационарной вследствие ухода частоты сети. Качество электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения регламентируется ГОСТ 13109-97. Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения там заложен до 8% - нормально допустимое значение и 12% - предельно допустимое. В стандарте есть значения и для каждой гармоники в отдельности. Кроме того, там отдельно нормируются значения отклонения, колебаний и несимметрии напряжения, отклонения частоты, провалы, выбросы и перенапряжения. При этом не стоит забывать, что стандарты у нас теперь являются лишь благими пожеланиями, в свете грядущего нанотехнического всерегулирования, сравнимого по отдалённости, всеохватности и неизбежности лишь с построением коммунизма, неизречимым планом путина или очередной предвыборной программой ПЖиВ. А реально управляет всем Невидимая Рука Рынка и Эффективный Менеджмент чубайсовского разлива. Словом, радуйтесь, если напряжение в розетке вообще пока есть и лучше не озабачивайтесь его реальными параметрами. Если же вернуться к первоначальному вопросу тов. genrobaksel, то на постоянном токе лучше использовать четырёхэлектродную ячейку и проводить измерение проводимости компенсационным методом. Но при малых и средних значениях проводимости (растворы сильных электролитов концентрации 0,01 н и менее) поляризацией электродов можно вообще особо не заморачиваться. Потому имеет смысл начать с измерений на постоянном токе и, если результат будет удовлетворять, ничего лишнего больше не делать. |
|||||
|
Кип Пользователь Ранг: 508 |
12.05.2011 // 18:55:19
Редактировано 1 раз(а) Степанищев М пишет: "На гальванометре ничего рисовать не надо. Его задача в мостовой схеме - измерить нуль. На переменном токе всё чуть сложнее, но принцип тот же." То есть вы предлагаете просто измерить УЭП и потом как-то по таблицам, опредеять концентрацию? Возможно это и более точный способ, при условии что соль в растворе только одна. Я, например, сталкивался с задачей определять общее солесодержание в котоловой воде, приведенное к NaCl. То есть какие соли там никому не известно, просто прибор калибруется по NaCl. И точное измерение УЭП ничего не даст. Я же предлагал не компенсационную систему измерения, в ДТП насколько я знаю то же компенсируют, а просто измеряют напряжение разбаланса. Так и тут можно посто взять миливольметр переменного тока, нарисовать на нем шкалу и измерять. В армянском солемере то же ни какой компенсации моста не было. "И какое отклонение формы синусоидального сигнала Вы можете определить визуально разглядывая экран осциллографа? " как нас учили что 4-5% уже видны "Но при малых и средних значениях проводимости (растворы сильных электролитов концентрации 0,01 н и менее) поляризацией электродов можно вообще особо не заморачиваться. Потому имеет смысл начать с измерений на постоянном токе и, если результат будет удовлетворять, ничего лишнего больше не делать." наверно, а если нужны концентрации от десятков до тысяч мг/л? Если нужно несколько диапазонов, то можно поставить переключатель диапазонов, при этом на каждый диапазон будет своя шкала, в цешке ведь то же несколько шкал нанесено на головке. Но это все так... Нужно точнее знать задачу, для каких диапазонов нужен прибор, какая устроит погрешность, да и вообще назначение. Автор темы, наверно, уже давно ищет ответ на свой вопрос на форумах по электронике А может уже и надобность отпала, ведь пост один единственный 
|
|||||
|
Степанищев М VIP Member Ранг: 3440 |
13.05.2011 // 7:21:46
Кип > То есть вы предлагаете просто измерить УЭП и потом как-то по таблицам, опредеять концентрацию? Это вообще не связанные вещи. Начнём с гальванометра и его шкалы. Автор вопроса собрал мост, в нём прибор используется только для индикации отсутствия тока. Поэтому никаких делений, кроме нулевого, на приборе может вовсе не быть. Значение проводимости определяется там по магазину сопротивлений, подключенному в противоположном плече моста. Если же тем или иным образом измерять ток и напряжение на электродах, с целью прямого вычисления проводимости, как величины, обратной сопротивлению, то прибор градуируется и отклонение его стрелки указывает значение УЭП (константа ячейки учитывается при градуировке). Так и работает большинство кондуктометров и солемеров. Сейчас, как правило, используются цифровые схемы, но функционируют они, по сути, аналогично. Задача пересчёта УЭП в солесодержание - это вопрос о том, что нарисовано на приборе или какой алгоритм заложен в программу микроконтроллера. Первичным аналитическим сигналом в кондуктометрии в любом случае является проводимость. Поскольку для конкретных солей, например хлористого натрия, зависимость УЭП-концентрация хорошо изучена, каким образом делать пересчёт не имеет значения. Можно использовать таблицы, можно диаграммы, можно формулу или программу для микрокалькулятора. В современные кондуктометры обычно сразу встроен тот или иной алгоритм. Кстати, далеко не всегда правильный - нередко реализуют крайнее упрощение, вроде линейной зависимости. > Я, например, сталкивался с задачей определять общее солесодержание в котоловой воде, приведенное к NaCl. То есть какие соли там никому не известно, просто прибор калибруется по NaCl. И точное измерение УЭП ничего не даст. Точное измерение УЭП даст точное значение солесодержания при пересчёте к концентрации NaCl. Вы же работали с солемером. Чтобы не усложнять жизнь пользователям солемеры сразу настраиваются по растворам NaCl. Различием в проводимости отдельных солей здесь вполне можно пренебречь. > как нас учили что 4-5% уже видны Разве что на хорошем осциллографе, на экране размером с суповую тарелку и при наличии 4-5 лет опыта непрерывного разглядывания различных сигналов. Опять же некоторые гармоники, конечно, видны лучше других, особенно если добавлять их к синусоиде поодиночке. Впрочем, спорить не о чем, всё это субъективно. > Если нужно несколько диапазонов, то можно поставить переключатель диапазонов, при этом на каждый диапазон будет своя шкала, в цешке ведь то же несколько шкал нанесено на головке. Напоминаю, что у автора вопроса есть готовая мостовая схема. Он не задавался целью делать самодельный кондуктометр описанного Вами типа. Работать с ним быть может и проще, но собрать и настроить будет на порядок-два сложнее. > Автор темы, наверно, уже давно ищет ответ на свой вопрос на форумах по электронике Возможно, только вряд ли там ему помогут: измерение проводимости растворов электролитов - довольно специфическая задача. |
| |
||
|
Ответов в этой теме: 25
|
||
| ЖУРНАЛ | ЛАБОРАТОРИИ | ЛИТЕРАТУРА | ОБОРУДОВАНИЕ | РАБОТА | КАЛЕНДАРЬ | ФОРУМ |
| Copyright © 2002-2022 «Аналитика-Мир профессионалов» |
|
Размещение рекламы / Контакты |
[]
