Российский химико-аналитический портал  химический анализ и аналитическая химия в фокусе внимания ::: портал химиков-аналитиков ::: выбор профессионалов  
карта портала ::: расширенный поиск              
 



ANCHEM.RU » Форумы » 1. Аналитический форум ...
  1. Аналитический форум | Список форумов | Войти в систему | Регистрация | Помощь | Последние темы | Поиск

Форум химиков-аналитиков, аналитическая химия и химический анализ.

Самодельный кондуктометр-солемер >>>

  Ответов в этой теме: 25
  Страница: 1 2 3
  «« назад || далее »»

[ Ответ на тему ]


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.
Реклама на ANCHEM.RU
Администрация
Ранг: 246
Размещение рекламы
ion+
Пользователь
Ранг: 2595


11.05.2011 // 16:29:57     
Редактировано 2 раз(а)


genrobaksel пишет:
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.
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

www.ngpedia.ru/cgi-bin/findimg.exe?reg=1... см.пункт 11.
Степанищев М
VIP Member
Ранг: 3057


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: 3057


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: 2595


11.05.2011 // 16:41:05     
Редактировано 1 раз(а)


Степанищев М пишет:
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.
Вы правы! Но может книжица лишней не будет.
Кип
Пользователь
Ранг: 496


11.05.2011 // 19:00:44     

Степанищев М пишет:
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.


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
Реклама на ANCHEM.RU
Администрация
Ранг: 246
Размещение рекламы
Потенциостат Gamry Reference 600 Потенциостат Gamry Reference 600
Прибор идеален для фундаментальных электрохимических исследований в области физической электрохимии, исследований коррозии, источников тока и т.д.. Высокоскоростной, с широким диапазоном измерений тока и наименьшим уровнем шума среди существующих потенциостатов.
[ Информация из каталога оборудования ANCHEM.RU ]
Степанищев М
VIP Member
Ранг: 3057


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: 496


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: 3057


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: 496


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: 3057


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
  Страница: 1 2 3
  «« назад || далее »»

Ответ на тему



ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ ANCHEM.RU:      [ Все новости ]

ЖУРНАЛ ЛАБОРАТОРИИ ЛИТЕРАТУРА ОБОРУДОВАНИЕ РАБОТА КАЛЕНДАРЬ ФОРУМ

Copyright © 2002-2009
«Аналитика-Мир профессионалов»

Размещение рекламы / Контакты