Контактные кондуктометры

Кондуктометры

Анализаторы состава жидкостей

Анализаторы состава жидкостей широко применяются в различных отраслях пищевой промышленности для определения качества сырья, промежуточных и готовых продуктов. С их помощью измеряют содержание и концентрацию кислот, солей, щелочей в водных растворах, добавок ионов металлов в тесте и т. д. По принципу действия анализаторы состава жидкостей подразделяются на:

электрохимические (кондуктометрические, потенциометрические, полярографические),

оптические (колориметрические, рефрактометрические, нефелометрические, турбидиметрические, поляризационные,

пламенно-фотометрические, люминисцентные),

диэлькометрические,

радиоизотопные,

акустические,

тепловые.

В лабораторных испытаниях применяют магнитооптические методы, метод ядерно-магнитного резонанса, электронно-парамагнитный, масс-спектрометрический, магнитный и другие методы.

В пищевой промышленности для различных технологических процессов применяются растворы солей, кислот и щелочей. Кислоты и щелочи используются для мойки оборудования и трубопроводов.

Осуществление автоматического контроля и регулирования их концентрации является весьма актуальной задачей, особенно при безразборной мойке оборудования.

Эти среды, как правило, являются хорошими электролитами, т.е. растворами с высокой электропроводностью, величина которой зависит от их концентрации.

Для контроля этого показателя в промышленности широко применяются кондуктометрические приборы - кондуктометры, отличающиеся высокой чувствительностью, сравнительной простотой и надежностью.

Кондуктометрический метод, как контактный, так и бесконтактный, основан на измерении электропроводности растворов. Кондуктометры, предназначенные для контроля концентрации солевых растворов, называются солемеры. Кондуктометры, предназначенные для контроля концентрации кислот и щелочей, носят название концентратомеров. Шкала таких приборов градуируется в процентахмассовой концентрации. Единица измерения удельной электропроводности – Сименс-метр в минус первой степени (См/м) изменяется для водных растворов электролита от 10^-4См/м (бидистиллят) до 100 См/м (сильные электролиты). Это позволяет контролировать концентрацию с достаточно высокой чувствительностью.

Конструктивно кондуктометрическая ячейка представляет собой два электрода площадью S, помещаемые в раствор на расстоянии l между собой.

Кондуктометрические ячейки могут работать как на переменном, так и на постоянном токе. Однако в связи с явлениями электролиза раствора и поляризации электродов предпочтение отдается переменному току повышенной частоты (1000 Гц).

В контактной кондуктометрии получили широкое распространение 4-электродные ячейки (рис. 2.55). Эти ячейки имеют преимущество перед 2-электродными благодаря полному отсутствию поляризации на измерительных (внутренних) электродах.

Рис. 2.55. Принципиальная электрическая схема четырехэлектродной кондуктометрической измерительной ячейки.

R₁, R₂ ,R₃ - постоянные сопротивления; TV - трансформатор.

Разность потенциалов на внутренних электродах однозначно определяется концентрацией контролируемого раствора. К наружным электродам подводится напряжение переменного тока. Сопротивление R выбирается в 100 раз больше сопротивления датчика, что обеспечивает постоянство тока независимо от изменения электропроводности раствора.

Для исключения влияния температуры на величину электропроводности в концентратомерах используют температурную компенсацию R_t.