Способ определения температуры водных растворов солей
Изобретение относится к технике измерения температуры водных растворов солей и позволяет повысить точность измерения температуры. Способ осуществляют следующим образом. Снимают зависимости падения напряжения на электродах, помещенных в раствор с известной соленостью , т.е. опорную зависимость U (t), при двух или более частотах питающего тока в диапазоне частот 10-Ю3 Гц, измеряют падение напряжения на тех же электродах, помещенных в контролируемый раствор: Ui на частоте fi и U2 на частоте fa. По опорным зависимостям U ty (t) и U ifo (t) определяют температуры ti и ta, соответствующие напряжениям Ui и U2. и по формуле определяют искомую температуру tx. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР D"".-*» ь! м3%14ийД ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ " -, - ";-:- ",„"., К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ты; 4 — вольтметр. На фиг. 2 б приведен пример графического определения температуры. (21) 4449477/10 (22) 27.06.88 (46) 07,12.91 Бюл, М45 (71) Ленинградский филиал Государственного проектно-изыскательского и научноисследовательского института морского транспорта "СоюзморНИИпроект" (72) П,М.Боголюбов (53) 536.53 (088.8) (56) Патент Великобритании hL 1556634, кл. 6 01 R 27/22, опублик. 1979, Патент Великобритании Мг 2181252, кл. G 01 К 7/26, опублик. 1987, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ Изобретение относится к технике измерения температуры водных растворов солей и может быть использовано для прецизионных измерений температуры в морской воде. Целью изобретения является повышение точности определения температуры водных раетворов солей за счет исключения влияния измерений солености раствора. На фиг. 1 а и 1 б приведены графики зависимости падения напряжения на электродах, помещенных в водные растворы солей, от частоты электрического тока, протекающего по ним, при различных значениях температуры, а также от температуры при различных значениях частоты. На фиг. 2 а приведена блок структурная схема устройства реализующая предлагаемый способ, где 1 — электроды; 2 — контролируемый раствор; 3 — генератор звуковой часто„, SU„„1696904 А1 (57) Изобретение относится к технике измерения температуры водных растворов солей и позволяет повысить точность измерения температуры. Способ осуществляют следующим образом. Снимают зависимости падения напряжения на электродах, помещенных в раствор с известной соленостью, т.е. опорную зависимость 0 =ф(т), при двух или более частотах питающего тока в диапазоне частот 10 — 10 Гц, измеряют паде3 ние напряжения на тех же электродах, помещенных в контролируемый раствор: Ut на частоте f> и Ui на частоте f2. По опорным зависимостям U = g> (t) и U = Q (t) определяют температуры t< и tz, соответствующие напряжениям U> и Uz, и по формуле определяют искомую температуру tx. 2 ил. Предлагаемый способ основан на использовании нелинейной зависимости комплексной проводимости водных растворов солей от температуры и частоты в релаксационной области процесса образования мигрирующих под действием переменного электрического поля ионов. Области релаксации принадлежит диапазон частот 10 — 10 з Гц, что обусловливает частотный диапазон применения способа. Нелинейность зависимости 0 = ф(т, 1) дает возможность поставить в соответствие каждому значению О (пропорциональному электропроводности) множество значений температур и частот. Предлагаемый способ реализуется следующим образом. 1696904 10 — 25,00. тх=2,5+ — 50 Электроды 1 помещают в водный раствор 2 какой-либо известной соли (опорный раствор), подключают электроды 1 к выходу генератора 3, Падение напряжения на электродах 1 контролируют вольтметром. 4, Снимают температурные зависимости (тарировочные кривые) падения напряжения U на электродах 1 в диапазоне исследуемых температур при двух или более значениях частот f, которые устанавливают с помощью генератора 3 в диапазоне частот 10 — 10 Гц. зПомещают электроды 1 в контролируемый раствор, температуру которого следует определить. Измеряют падение напряжения 01 на электродах при частоте f = f1. По полученной тарировочной зависимости U = = ф(т) определяют значение температуры опорной среды, соответствующее падению напряжения на электродах U --U, помещенных в названную среду, при частоте f = f>, С помощью генератора 3 меняют частоту питания электродов 1, помещенных в исследуемую среду 2, до значения частоты, равного fz, Вольтметром 4 измеряют падение напряжения Uz. Определяют значение tz по зависимости U = g(t) для опорного раствора 2 при U = Uz и частоте f =- fz. Искомую температуру „определяют по формуле Пример вычисления и графического определения искомой температуры „контролируемого раствора. 1. Диапазон исследуемых температур 0 — 30 С. . Измеряют падение напряжения на электродах помещенных в контролируемую среду(морская вода), U<:= 90 мВ при частоте питающего тока f< == 100 Гц. 2. Измеряют падение напряжения на электродах при fz = 500 Гц, Uz = 62 мВ. 3. выбирают опорный раствор из условия 0 = ф) (tMQQ), где 1Mgp - минимальная температура диапазона измеряемых температур, которая должна быть больше или равна измеренному значению падения напряжения на электродах, расположенных в контролируемой среде, при работе на меньшей из двух частот, 0 =: ф (tMBKc), где tMBKc — максимальная температура диапазона измеряемых температур, которая должна быть меньше или равна измеренному значению U в контролируемой среде на большей из двух частот. В данном примере приведенному выше условию удовлетворяют тарировочные кри20 45 вые, снятые для морской воды соленостью 0,57ь на частотах 100 и 500 Гц (фиг, 2 б). Действительно, U = ф(0) = 97 мВ > > 01оогц= 90мВ, à U = ф(30)= 35мВ< < 05оогц= 62 МВ. 4. По выбранным тарировочным кривым определяют температуру t<, соответствующую напряжению U< = 90 мВ, и температуру tz = 9,5 С, соответствующую падению напряжения Uz = 62 мВ. 5. Искомуlo температуру tx вычисляют по формуле 6, При графическом определении искомой температуры на тарировочной кривой, снятой при t<, находят положение точки 5, соответствующее напряжению U> для контролируемой среды при ц; находят положение точки 6, соответствующее напряжению Uz для контролируемой среды при tz (на кривой, снятой для fz), Через точки 5 и 6 проводят прямую до пересечения с осью абсцисс (точка 7). Температура, соответствующая точке 7, и есть искомая температура. Для проверки восстанавливают перпендикуляр из точки 7 до пересечения с кривыми U = ф (t), снятыми для морской воды соленостью 0,257 при f1= 100 Гц и fz = 500 Гц, которая в данном примере была использована в качестве неизвестной контролируемой среды. Напряжения в точках пересечения 8 и 9 равны 62 и 90 мВ соответственно. В данном способе время измерения определяется частотным диапазоном 10-10 з Гц, определяемым областью релаксации, Из фиг. 1 а видно, что область нелинейной зависимости ограничена сверху частотами 2 — 3 10 Гц, что соответствует времени 0.5з 0„3 10 с, Нижняя граничная частота fH = =10 Гц соответствует времени 0,1 с. Формула изобретения Способ определения температуры водных растворов солей, заключающийся в том, что измеряют падение напряжения на электродах, размещенных в растворе и подключенных к источнику тока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения температуры за счет исключения влиянияи изменений солености раствора, предварительно снимают зависимости падения напряжения на электродах, помещенных в раствор соли с фиксированной соленостью, от температуры по крайней мере при двух частотах питающего тока в диапазоне 10-10 Гц, измеряют падение 1696904 О\ 12 t1) U> — 02 К мд Ю0,00 5000 Щ0 юг & У, мВ 000 Z0 фиг Ч 10 напряжения Ui на частоте питающего тока f> и падение напряжения Uz на частоте f2, по тарировочной зависимости 0 = Qi(t), снятой при f = f< определяют значение температуры t1, соответствующее U = U1, по 5 тарировочной зависимости U = ф (t), снятой при f = f2, определяют значение t2, соответствующее U = Uz, и определяют температуру раствора tx по формуле при этом для раствора соли с фиксированной соленостью выполняются следующие условия: значение U = ф (tMgq) больше или равно измеренному падению напряжения U для контролируемой среды, соответствующему меньшей из частот f> и f2, и значение функции 0 = ф (смаке) меньше или равно измеренному падению напряжения U<, соответствующему большей из частот f1 и 1г, где тмин и тмакс — минимальная и максимальная температуры исследуемого диапазона. 1696904 gt dP Составитель Ю.Андрианов Техред M. Моргентал Корректор Н.Король Редактор Т.Зубкова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 4298 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5