Введение к работе
Актуальность. Кондуктометрические методы анализа жидкостей используются для контроля жидких технологических сред в химической, электронной, микробиологической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Повышение качества продукции (реактивов, красителей, волокон, пленок и т.п.) зависит от точности и надежности контроля технологических процессов, в ходе которых определяется концентрация растворов, солесодержание воды и другие параметры жидкостей, связанные с их удельной электрической проводимостью (УЭП). Контактные кондуктометры являются одними из самых распространенных приборов контроля качества веществ и в первую очередь растворов электролитов.
Для эквивалентного отображения кода пробы раствора электролита, связанного с информативным параметром состава вещества (концентрацией), в последние годы активизировалась работа по созданию частотных методов контроля удельной электрической проводимости растворов электролитов, обладающих, по сравнению.с известными, повышенной точностью и помехозащищенностью.
Внедрение в кондуктометрическую измерительную практику микро-процессоров позволяет улучшить метрологические и эксплуатационные характеристики контактных кондуктометров: уменьшить погрешности измерений, увеличить диапазон измерения, расширить возможности прибора по обработке первичной информации, произвести учет возмущающих факторов и уменьшить их влияние на результат измерения.
Таким образом, разработка частотного контактного микропроцессорного кондуктометра (ЧКМК) повышенной точности и помехозащищенности, является актуальной задачей.
Предмет исследования. Модели растворов электролитов. Сигналы, используемые для'питания измерительных цепей кондуктометрических анализаторов. Методика проектирования частотных контактных микропроцессорных кондуктометров.
Цель работы. Повышение точности измерения УЭП и улучшение эксплуатационных характеристик ЧКМК.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
усовершенствовать математическую модель объекта кондуктомет-рического контроля(ОКК);
выявить информационные способности способов F-метрии;
изучить характер влияния формы сигнала питания измерительной цепи кондуктометра на погрешность измерения УЭП;
разработать методику проектирования ЧКМК, оптимально соответствующую объекту концуктометрического контроля;
создать аппаратное и программное обеспечение ЧКМК;
определить метрологические характеристики ЧКМК;
- апробировать ЧКМК в реальных условиях эксплуатации.
Метояьі исследования. В диссертационной работе использованы
методы системного анализа, математического моделирования, технической кибернетики, системотехники и метрологии.
Научная новизна:
При проведении работы впервые:
для улучшения метрологических характеристик ЧКМК предложено использовать два новых метода F- метрии;
для основных типов сигналов питания измерительной цепи кондуктометров определен характер их прохождения через контролируемые цепи;
'.- предложена методика проектирования ЧКМК, учитывающая характер взаимодействия объекта кондуктометрического когароля и ЧКМК;
- выявлены причины появления погрешностей в ЧКМК.
Практическая ценность:
Результаты теоретических и экспериментальных исследований нашли применение при создании:
- рекомендаций по использованию основных типов сигналов пита
ния измерительной цепи кондуктометра;
- частотного контактного микропроцессорного кондуктометра с
улучшенными метрологическими и эксплуатационными характеристика
ми;
- математического и метрологического обеспечения ЧКМК.
Реализация работы,;
Основные результаты теоретических и экспериментальных работ автора внедрены в промышленность и нашли применение при создании:
-
метода контроля сол«одержання в процессе промывки пигмента на ПО "Пигмент";
-
частотного контактного микропроцессорного кондуктометра;
3) температурного канала приборов ТЕМП-070";
Апррбацщ
Основные положения дцесертацюрдокладьгвались на 1-ой .научной конференции ТГТУ (Тамбов, 1994), II научной конференция «Проблемы химии и химической технологии* (Тамбов, 1994), 1-ой научно-
технической конференции "Состояние и проблемы технических измерений" (Москва, 1994), II научной конференции ТГТУ (Тамбов, 1995), Российской электрохимической школе "Новейшие достижения в области электрохимических методов анализа" (Тшбоя, 1995), Второй международной теплофизической школе "Повышение эффективности тепло-физических исследований технологических процессов промышленного производства и их метрологического обеспечения" (Тамбов, 1995), III научной конференции ТГТУ (Тамбов, 1996).
Публикации
Теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 23 печатных работах, включающих 5 статей. Новые способы контроля УЭП и концентрации защищены патентом РФ (2 изобретения).
Структура И..обкм рабртм
Диссертационная работа состоит из введения, пяти п:ав, заключения, списка цитируемой литературы, включающего 78 наименований, 4 приложений. Основная часть диссертации изложена на 94 страницах j машинописного текста. Работа содержит 27 рисунков и 3 таблицы. Работа дополнена приложениями, размещенными на 23 страницах.