автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Развитие научно-методических основ проектирования кондуктометрических приборов контроля жидкостей и разработка технических средств их метрологического обеспечения.

На правах рукописи

005019445

Первухин Борис Семенович

РАЗВИТИЕ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ОСНОВ РОЕКТИРОВАНИЯ КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ КОН-'ОЛЯ ЖИДКОСТЕЙ И РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИХ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

2 6 дпр 2012

Барнаул-2012

005019445

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом униве] тете им. И.И. Ползунова

Научный консультант: д. т. н„ профессор Пронин Сергей Петрович.

Официальные оппоненты:

Пушкин Игорь Александрович, д.т.н., профессор, Академия граждане» защиты МЧС РФ, зав. кафедрой химии;

Суторихин Игорь Анатольевич, д. ф.-м.н., профессор, Институт водны} экологических проблем СО РАН, заведующий лабораторией физики атмо-сферно-гидросферных процессов;

Хмелев Владимир Николаевич, д.т.н., профессор, Бийский технологич ский институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный техш ский университет им. И.И. Ползунова», заместитель директора по научной работе.

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Национальный исследовательски] Томский политехнический университет

Защита диссертации состоится 30 мая 2012 г. в 14.00 на заседании , сертационного совета Д 212.004.06 в Алтайском государственном техн] ском университете им. И.И. Ползунова по адресу: 656038, Алтайский кра Барнаул, пр. Ленина, 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского

государственного технического университета им. И.И. Ползунова.

Автореферат разослан __ апреля 2012 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Общая характеристика работы

Актуальность. Развитие промышленности, появление новой продукции, ¡ышение требовании к её качеству, интенсификация технологических про-сов определяет рост потребности в средствах контроля качества продук-1 и хода технологических процессов с улучшенными характеристиками. Кондуктометрия относится к электрохимическим методам анализа. Её формативным параметром является удельная электрическая проводимость Ш). Кондуктометры являются одними из наиболее широко применяемых [боров технологического контроля в различных отраслях промышленности гргетике, химической и нефтегазовой, цветной и черной металлургии и ), контроля качества продукции, мониторинга питьевой, природной и чных вод, в научных исследованиях.

Большой вклад в развитие отечественной кондуктометрии внесли: Бугров ¡., Герасимов Б.И., Грилихес М.С., Ермаков В.И., Жуков Ю.П., Заринский I, Идзиковский А.И., Захаров М.М., Крешков А.П., Кулаков М.В., Лопатин .., Латышенко К.П., Филановский Б.К., Стальнов П.И., Худякова Е.А. и гие учёные.

За рубежом выпускают различные модели кондуктометров, патентуются ыические решения^ направленные не только на совершенствование тради-нных, но и на разработку новых технических решений. В РФ также ведут-аналогичные работы и выпускаются кондуктометры различного назначе-. Однако методы проектирования кондуктометров недостаточно разрабо-ы, что затрудняет установление взаимосвязи между конструктивными па-етрами приборов и их метрологическими характеристиками. На метроло-еские характеристики кондуктометров и кондуктометрических анализато-влияет ряд факторов: разнообразие физических и физико-химических Яств объектов контроля, наличие большого количества неинформативных аметров, сложный состав анализируемых сред, применённого способа образования. При разработке кондуктометров не учитывают источники решности, которые связаны с первичным измерительным преобразовате-(ПИП). Такими источниками погрешности в контактных кондуктометрах потея процессы, происходящие на электродах ПИП УЭП. Методы их еделения и оценки их влияния на результат измерения УЭП не разработа-

Кроме этого, развитие кондуктометрии тормозит состояние эталонной зы. До последнего времени в качестве эталонов использовались стандарт] образцы, приготавливаемые объёмно-весовым методом. Приготовление та эталонов трудоёмко и требует применения высокоточного весового обор) вания, термостатов с абсолютной погрешностью ±0,01 °С, средств измере объёма высокого класса и очень чистых реактивов. Диапазон воспроизвс мых такими эталонами УЭП 1 мСм/м ч- 80 См/м. В 2000 г. ВНИИМ им. Д Менделеева и ВНИИФТРИ создали государственный первичный эталон основе ПИП УЭП. Он позволяет проводить поверку приборов методом не средственного сличения в диапазоне УЭП от 1 мСм/м до 50 См/м. Вмес тем до 50 % кондуктометров используют для контроля технологических г цессов и качества продуктов в диапазоне от 1 мкСм/м до 1 мСм/м (контр качества пара и конденсата в энергетике, технического этилового спирта, чества авиационного топлива и др.).

Таким образом, существующие методы проектирования кондуктомет не обеспечивают учет источников систематической погрешностей, а средс метрологического обеспечения не позволяют поверять приборы во всем 1 буемом диапазоне измерений, что сдерживает развитие этого метода анали

Работа выполнялась в соответствии с постановлением СМ СССР № 3 107 от 13.03.86 г. «Приборы для научных исследований» и приказом М СССР № 226-35 от 17.04.86, выпущенным в развитие этого постановлю координационным планом АН СССР «Электохимические приборы», коор национным планом АН СССР на 1979 - 1990 гг. по проблеме «Разработк использование комплекса автоматизированных приборов для определе химического состава веществ, материалов как показатель качества про; ции» и приказом Минпромторга России от 17 июня 2009 г. № 529 «Стр; гия обеспечения единства измерений в России до 2015 года».

Целью работы является развитие научно-методических основ проеь рования кондуктометрических приборов для контроля параметров окруж щей среды и технологических процессов, разработка на этой основе и в! рение кондуктометров с повышенными метрологическими и эксплуатащ ными характеристиками и разработка технических средств их метролоп ского обеспечения.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

азработать научно-методических основы проектирования кондуктометри-ких приборов контроля при заданной систематической погрешности в буемом диапазоне измерений;

сработать методики определения параметров ПИП, влияющих на погреш-ть определения УЭП кондуктометрами;

олучить аналитические выражения статических характеристик кондукторов, использующих различные способы измерения и учитывающих ис-ники погрешности, возникающие в ПИП УЭП;

юретически и экспериментально исследовать метрологические характерней кондуктометров;

«работать методику проектирования кондуктометров на основе метроло-зских показателей;

¡следовать электрофизические свойства ряда веществ и материалов хими-сой технологии и металлургической промышленности; эздать универсальные программируемые кондуктометрические приборы гроля физико-химических параметров: УЭП и состава технологических гворов и природной среды с улучшенными метрологическими характери-сами и внедрение их в промышленность.

зработать поверочную установку для поверки кондуктометрических призе контроля с расширенным диапазоном измерения УЭП, используя мето-у проектирования кондуктометров на основе метрологических показате-и ее внедрение;

едложить пути совершенствования первичных эталонов для расширения 1азона воспроизведения единицы УЭП жидкостей.

Объект исследования. Способы и устройства измерения УЭП, исполь-щие контактные и бесконтактные ПИП УЭП.

Методы исследования и достоверность результатов. В диссертацион-работе для решения поставленных задач использованы методы системно-нализа, математического моделирования и экспериментального исследо-1я метрологических характеристик кондуктометров и свойств контроли-лых сред.

Достоверность полученных результатов подтверждена государственными лтаниями с целью утверждения типа спроектированных средств контроля шучением сертификатов и свидетельств о занесении их в государствен-реестр средств измерений. Научная новизпа:

зработаны научно-методические основы проектирования кондуктометри-' приборов контроля технологических процессов, позволяющие

позволяющие создавать с минимальными затратами приборы с заданной стематической погрешностью в требуемом диапазоне измерений с перс ными измерительными преобразователями, удобно встраиваемыми в тех логическое оборудование, и создавать рабочие эталоны первого и втор разрядов для поверки этих приборов;

- впервые предложены и обоснованы методики определения параметров к тактных и бесконтактных емкостных ПИП, позволяющие учесть их при г ектировании кондуктометров;

- разработаны математические модели статических характеристик конду! метров, которые учитывают влияние на результат измерения парамет ПИП и контролируемого раствора;

- на основе статических характеристик впервые получены аналитические ражения для количественной оценки систематической методической погр ности кондуктометров при различных способах измерения и видах пита измерительной цепи;

- разработан и исследован метод проектирования низкочастотных конт: ных кондуктометров на основе критерия достижения заданного значения стематической погрешности в требуемом диапазоне изменения контроли] мого параметра раствора;

- исследованы электрофизические свойства ряда веществ и материалов, пользуемых в различных отраслях промышленности, и определена матем; ческая модель зависимости УЭП растворов от их концентрации и темпер; ры, необходимая для создания универсальных кондуктометрических анал] торов жидкости.

Практическая ценность работы. Использование результатов теорет! ских и экспериментальных исследований позволяет разрабатывать конду] метрические средства контроля, обладающие улучшенными метрологичес ми и эксплуатационными характеристиками, что расширяет круг решае: задач аналитического контроля.

Разработанные методики позволяют оценить влияние параметров I тактных ПИП на метрологические характеристики и учесть их влияние выборе измерительной цепи и вида напряжения питания.

Полученные статические характеристики позволяют выбрать параме измерительной цепи, которые обеспечивают необходимую чувствительж к измеряемому параметру и снижение ее к факторам, влияющим на резул] измерения до заданной величины.

Полученные аналитические выражения систематической составляю погрешности позволяют выбрать параметры питания измерительной цег

юсоб измерения, обеспечивающие заданную величину этой погрешности.

Разработанные технические средства метрологического обеспечения поз-пяют достоверно определять погрешность используемых в промышленно-i кондуктометров в более широкой области значений УЭП от 1 мкСм/м до 3 См/м.

Разработаны предложения для совершенствования первичной эталонной ¡ы с целью расширения диапазона воспроизведения УЭП до 10 нСм/м.

Реализация научно-технических результатов. При непосредственном 1стии автора созданы следующие серийно выпускаемые приборы: первый ¡чественный лабораторный прецизионный кондуктометр КЛ-2; лаборатор-е кондуктометры KJI-3, КЛ-4 и KJI-C-1; переносной кондуктометр КЛ-П; едуктометры для контроля технологических процессов КС-1 и кондукто-грические концентратомеры КС-1 К; универсальные кондуктометрические шизаторы типа КС-1М; кондуктометрическая поверочная установка КПУ-тепользуемая в качестве рабочего эталона первого и второго разрядов. Все ты приборов внесены в государственный реестр средств измерения РФ. что утверждено сертификатами и свидетельствами.

В учебно-методическом плане материалы диссертации используют в :бных курсах, бакалаврских, дипломных работах и магистерских диссерта-IX студентов Московского государственного университета инженерной шогии, Алтайского государственного технического университета, в учеб-.1 пособии и двух методических указаниях.

робация работы. Основные результаты диссертации докладывались на 11 кдународных, Всесоюзных и Всероссийских конференциях и семинарах, в 1 числе: II международной научно-практической конф. « Виртуальные и -еллектуальные системы» (Барнаул 2007); Всес. конф. «Приборы для эко-ии - 90» (Ужгород, 1990), X Всес. тегшотехн. школе (Тамбов, 1990), Всес. [ф. «Аналитическое приборостроение и приборы для анализа жидких сред» >илиси, 1989), Всес. конф. «Совершенствование аналитического контроля

предприятиях химической промышленности» (Новомосковск, 1987), налитическое приборостроение» (Тбилиси, 1986), III Фрумкинский межд. тозиуме по электрохимии «Автоматизация электрохимических и электролитических исследований» (Москва, 1985),

Всес. конф. «Роботизация и автоматизация производственных процессс (Барнаул, 1983), Всес. н.-тех. совещании «Аналитическое приборостроен Методы и приборы для анализа жидких сред» (Тбилиси, 1980), Всес. ко! «Проблемы повышения качества химических волокон» (Калинин, 19' Всес. конф. «Создание прогрессивного оборудования для производства а тетических волокон» (Чернигов, 1979).

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опуб. кована 31 работа, включая 8 статей в журналах, входящих в перечень ВАК авторских свидетельств и патентов РФ, а также учебно-методическое посо( с грифом УМО по политехническому университетскому образованию.

Личный вклад. В публикациях, подготовленных в соавторстве, основа идеи, основы теоретических и практических разработок принадлежат дисс танту. Единолично автором по теме диссертации опубликовано 13 работ.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит введения, шести глав, выводов, списка литературы и приложений. Оби объём работы составляет 204 страниц, в том числе 104 рисунка и 22 табл Список литературы включает в себя 148 наименований.

В диссертации обобщены результаты исследований, выполненных со кателем в период с 1976 по 2011 год.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОРЫ

Во введении показана актуальность темы, приведены цели и зада сформулирована научная новизна и практическая ценность работы, а та! результаты реализации и апробации.

В первой главе «Применение кондуктометрических анализаторов , контроля природной среды и технологических процессов» рассмотрс принципы кондуктометрического метода анализа, области применения, т денции развития и проведён анализ работ в этой области. Показано, что для анализа метрологических характеристик различных стр турных схем кондуктометров недостаточно использовать последователь? или параллельную схему замещения ПИП. Поскольку основными источни ми систематической погрешности контактных кондуктометров являкэт

ктрохимические процессы, происходящие на электродах ПИП и диэлек-[ческая проницаемость анализируемой жидкости, необходимо учитывать совместное влияние на погрешность.

Во второй главе «Способы определения параметров первичных преобра-ателей с жидкостью, влияющих на результат измерения удельной элек-ческой проводимости» предложены и исследованы способы определения аметров следующих ПИП: контактных и бесконтактных емкостных, а же индуктивных трансформаторных.

С

Я

Ш-о

Рис. 1. Эквивалентная электрическая схема контактного ПИП: Я„ - суммарное поляризационное сопротивление электродов; С - суммарная ёмкость двойного электрического слоя электродов; Я — активное сопротивление анализируемой жидкости Для определения постоянной контактного ПИП А, оценки величины суммой активной составляющей импеданса электродов ПИП Я„ и суммарной :ости С предложено использовать разницу результатов измерения актив-составляющей ПИП с растворами, УЭП которых известна, при последо-гльном и параллельном соединении компенсирующего элемента. При по-цовательной схеме соединения и питании измерительной цепи синусои-ьным переменным напряжением частотой со результат измерения актив-составляющей сопротивления Я\ ПИП равен

-^-(1)

При параллельном соединении результат измерения Я2 равен

Я2 = Я +-¥-т + -г-:- г \-Г-7-7-- (2)

1 + со2 С2Я~ [Ли + + ®2СЧ)11 + со2С2к1)

Из сравнения уравнений (1) и (2) следует, что в области высоких значе-УЭП^ при выполнении условия^» соег0 критерием отсутствия влияния агрохимических процессов на результат измерения является равенство Я\

Определение параметров контактных ПИП необходимо проводить в < дующей последовательности:

- приготовить несколько растворов с известной УЭП;

- измерить активное сопротивление ПИП с каждым раствором при па] лельной и последовательной схемах соединения и на нескольких чаете напряжения питания измерительной цепи;

- экспериментально определить активную составляющую импеданса ПИ раствором при последовательном соединении из зависимости Яа =Лсо ) со = со;

- для определения постоянной А и суммарного сопротивления подводя! проводов и контактов г аппроксимировать полученные значения Яа в зав! мости от удельного сопротивления растворов (р) в виде линейной функци] = г + Ар.

Величину суммарной емкости электродов ПИП можно определить, пользуя разность результатов измерений АН при использовании параллель и последовательной схемам соединения компенсирующего элемента. С марная ёмкость электродов ПИП равна

с„± I . (3)

м у (А% +г)АН

Оценку величины активной составляющей суммарного поляризациош импеданса можно получить из результатов измерения активной состав! щей сопротивления ПИП при последовательном соединении компенсир щего элемента при условии ф Я:

2 (02С\Ц-АХ-1-г) Известно, что для ПИП с гладкими платиновыми электродами сумма] активная составляющая поляризационного импеданса равна

р _ 2(<т + дГ°'5) , 2а?С\{<т + еГ^ " 1 + а>2с2э(* + ег0-5)2 1 + со2С1(а + вГ0'6)2'

Для сравнения результатов по оценке составляющих поляризационного педанса по литературным источникам и по предложенной методике пров но экспериментальное определение параметров ПИП. На рис. 2 показан! висимость результатов измерения активной составляющей ПИП с гладю

1 + У1-ЧСЛ-. *) т

Л,1 ~ -~—2/-*2 / п 7ТТ\ ГА ■ У }

атиновыми электродами диаметром 2,5 см при двух значениях УЭП рас-ора.

Зависимость активной составляющей поляризационного импеданса от ча-эты напряжения питания, полученная с использованием соотношения (5), казана на рис. 3 а. На рис. 3 б показана эта зависимость, определённая по едложенной методике.

Он

11.« 1-1.2 l:í..s 1:5.4 lii)

\ 1

V'

Он lus.ti

u;7.<¡

К.7.2

lffi-l ll.C.O

■А

X "

II

1» КГц

JO КГц

'ис. 2. Зависимость активной составляющей сопротивления ПИП при двух начениях УЭП раствора, а - УЭП 0,6282 См/м, б - УЭП 0,04797 См/м: 1 -стивное сопротивление ПИП при параллельном соединении компенсирую-;его элемента; 2 - активное сопротивление ПИП при последовательном соединении компенсирующего элемента

Ом

10 кГц

10 кГц

яс. 3. Зависимость поляризационного сопротивления от частоты, а - по литературным источникам, б - по разработанной методике: 1 - УЭП 1,8927 См/м; 2 - УЭП 1,3529 См/м; 3 - УЭП 0,70774 См/м. ;енка суммарной ёмкости электродов ПИП по экспериментальным данным лавила 25 мкФ, что в два раза отличается ог приведённых в литературе (50 Ф). Оценки активной составляющей поляризационного импеданса показы-гг, что величина этой составляющей зависит не только от материала элек-вдов и частоты напряжения питания ПИП, но и от УЭП раствора. Предло-"ая методика позво

ляет получить данные о величине всех основных параметров ПИП вх ющих на результат измерения УЭП.

Параметры контактного ПИП можно также получить, не применяя к пенсацию по активной и реактивной составляющих его импеданса. Для эт необходимо использовать два включения ПИП в измерительную цепь, показано на рис. 4а, и 46. Активная составляющая импеданса ПИП опредс ется по среднему значению выходного напряжения измерительной цепи половину периода напряжения питания. При этом активная составляю] импеданса ПИП, полученная при использовании цепи рис. 46, связана с раметрами ПИП соотношением (1). Разность результатов оценки этой сосг ляющей, полученной при использовании обоих измерительных цепей, ра разности выражений (2) и (1).

ПИП

Дп

ПИП

о—{

а б

Рис. 4. Варианты измерительной цепи: К0 - резистор с известным сопротивлением. Кроме этих способов предложен способ определения параметров П при питании ПИП напряжением прямоугольной формы вида

м= у(6)

и-

п " '¿п -1 1

Если в качестве критерия окончания процесса измерения электричес проводимости ПИП использовать равенство нулю разницы средних значе токов через ПИП и канал сравнения, то результат измерения равен

1-

'¿о

= 1 у

„=](2«-I)2

. (2п - \)гк

эш---gn

(7)

где gJ, - активная составляющая проводимости ПИП на п-й гармонике.

Выражение (7) невозможно использовать для определения параметров П. Для этой цели предложено использовать переходную функцию по току реходную проводимость), которая равна

1 /? ' - - - ^

я + я.

(8)

1 | яп

я + я„ + Ш1пС у

Этот способ заключается в том, что ПИП питают переменным напряжем (рис. 5 а). Интервал между импульсами положительной и отрицатель-полярности достаточен для разряда энергии, накопленной в ПИП. Прово-юсть ПИП определяют по среднему значению тока через него, в несколь-интервалах времени меньших, чем длительность импульса напряжения ания.

т

ит

Л-

О к/5 2к/5 Зк/5 4к/5 к а б

5. Определение параметров ПИП при импульсном напряжении питания, - напряжение питания, б - переходная проводимость ПИП: А:-длительность импульса напряжения питания; ит - амплитуда.

периментальные данные, полученные в различные интервалы времени роксимируют зависимостью #(/,) = а + йехр(-с/,). По этой зависимости еделяют активное сопротивление анализируемой жидкости Я, суммарную ость электродов С и суммарное активное поляризационное сопротивление которые равны

1

(<а+ъ)2

(9)

а + Ъ' " а(а + Ъ\ Ъс

:тоянную ПИП определяют аппроксимацией функции Я = г + Ар. ¡есконтактных емкостных ПИП связь с анализируемой жидкостью осу-ггвляется через ёмкость связи. Основными параметрами этого ПИП явля-".уммарная ёмкость связи Сс и его постоянная А.

Эквивалентная схема такого ПИП показана на рис. 6. Для определе величин этих параметров предложен способ, который заключается в изм< нии составляющих ПИП при последовательной и параллельной схемах единения компенсирующего элемента.

<4

св

R

-CZh

а

ffo 4F

R

б

Рис. 6. Эквивалентная схема емкостного ПИП: а — эквивалентная схема; б - преобразованная эквивалентная схема;

С1и С2 - емкости связи; Ср- емкость контролируемого раствора; С с- суммарная емкость связи; Я - активное сопротивление раствора.

Известно, что активное сопротивление анализируемой жидкости 11 = А а его реактивное сопротивление х = А(соеео)-1. При уравновешивании изме тельной цепи компенсирующим элементом с последовательным соединен] его компонентов сопротивление компенсирующего элемента й] и его ёмкс С\ равны

X

R\ =А

С1 - Сс

~> 2 2 2 ' Х~ £ £0

"> 2 2 2 Z'+i

(10)

(11)

X* +££0(СсА + ££0)' В случае использования параллельного соединения компенсируюш элемента значение его активного сопротивления Ях и ёмкости С2 равны

X , \%2 +й)2££0(СсА + ££0)[

ХАсо2С][х2 + ео2е2е1 ' •

R-,=A

2 222 X1 + СО1 £ £2

(12)

_ г \х2 + со2££0{СсА + ggpfc2

с, = с,

+ (02£2£,

й

A2xWC2 + [х2 + СО2££0{СсА + ££0)} '

(13)

На рис. 7 показаны зависимости сопротивления и проводимости элем тов компенсирующего элемента от УЭП при следующих параметрах:/=

кГц, А = 10 м"1 и Сс = 1,328; КГ" Ф.

,-19 ,

Максимум зависимости (10) рис. 1а достигается при выполнении условия = соеео. Экстремум зависимости (11) рис. 16 определяется условием х = >Сс. В области экстремума обеспечивается наилучшее соотношение между гичинами и Сь необходимыми для уравновешивания измерительной це-В случае выполнения условия/2» со2££0(СсЛ + Ее0), то Сх = Сс и С2 = Сс.

1\ / X У2

к \

/ \

4

1-3.8 о

I"4-6 8

5.4

си о

- - 6.2

2 / л

\ \

\ / \

/ /

7

6 - 4.8 - 3.6 - 2.4 - 1.2 1одУЭП

- 6 - 4.8 - 3.6 - 2.4 - 1.2 1одУЭП

1С. 7. Зависимость сопротивления и проводимости активной (7) и реактив-ой (2) составляющих компенсирующего элемента от УЭП при последовательном (а) и параллельном (б) его соединении. Этот факт позволяет определить величину ёмкости связи Сс по результа-

I, полученным при уравновешивании измерительной цепи, по требуемой [ равновесия ёмкости по любой схеме соединения компенсирующего эле-гга. Постоянную ПИП можно определить из результатов измерения актив-"I составляющей при последовательной схеме соединения компенсирующе-элемента 11\Х = А - Я\со2с2с02р.

Была разработана методика определения параметров емкостного ПИП. В качестве основных параметров бесконтактных трансформаторных ПИП 5раны индуктивности обмоток, взаимные индуктивности между парами юток и постоянная ПИП.

Предложенные методы определения параметров ПИП позволяют полу-ъ аналитические выражения для реальных статических характеристик )Х) кондуктометров.

ретьей главе «Способы измерения активных электрически потерь в жид-ти» проведён анализ основных структурных схем кондуктометров, ис-[ьзующих контактные, бесконтактные емкостные и бесконтактные

трансформаторные ПИП. Получены их PCX и математические модели ме-дической погрешности.

Метод прямого измерения (непосредственной оценки) реализуют с i мощью основных трёх структурных схем (рис. 8). Связи составляющих к< плексного сопротивления и проводимости с параметрами контактных ПИ1 анализируемого раствора приведены в табл. 1. Эти связи для бесконтактш емкостного ПИП приведены в табл. 4.

Рис. 8. Схемы кондуктометров непосредственной оценки: а - схема измерения тока через ПИП; б - схема измерения падения напряж ния на ПИП; в - схема измерения падения напряжения на образцовом резисторе

Таблиц

Сопротивление ПИП

Проводимость ПИП

Проводимость измерительной цепи

Составляющие комплексного сопрохивления. _и проводимости контактных ПИП_

R = R„ (l + m2C2RlY + Azjz2 + ст Vg02)~'

Х = ш

CR2„{1 + ta2C2RlY + Лее0(?2 + erVsfi

R„{l + v2C2RZY + Az{x2+a2e2sZY

AX

1 + m2C2R2 m2s2£%

CR„

Aesn

1 + m2C2R2 z2+v2e24

b = nr-

CR2{\ + m2C2R2Y + AEE0{X2 +^2£2£qY

Az

1 + Я7 2C2R2 z2+^£l£l

CRl

A££n

[l + m2C2R2 z2+z'2e24

Sim

R0 + R„(\ + m2C2 R2\] +Az{z2 + ег2£2£о)~

«0 +

AZ

I + m2C2R2

CRi

AE£0

J + sr 2C2R2 z

CliT.

-i—i—~ —^-;—~f

I + cr ~C" R~

A?

} + ш2С2Н2 Z2

CR~

Лее,.

J+¡<7 2C2H2

Математические модели PCX, номинальной статической характеристики [СХ) и относительной систематической методической погрешности с> струк-рных схем (рис. 8) в случае оценки УЭП по амплитуде выходного сигнала мерительной цепи при питании её переменным синусоидальным напряже-[ем приведены в табл. 2. При использовании бесконтактных емкостных ЛП перечисленные характеристики аналогичны приведённым в табл. 2. При ом составляющие сопротивления и проводимости приведены в табл. 4.

Кроме оценки УЭП по амплитуде выходного напряжения измерительной пи применяют, следующие способы:

А - по среднему значению тока через ПИП за половину периода напря-;ния питания;

Б - по среднему значению падения напряжения за половину периода пряжения питания;

В - по среднему значению падения напряжения за половину периода тока рез ПИП.

Полученные выражения НСХ, PCX и математические модели системати-ской методической погрешности приведены в табл. 3

Кроме кондуктометров, использующих способ непосредственной оценки, именяют структурные схемы, состоящие из канала измеряемой величины и нала сравнения. Сравнение сигналов каналов осуществляется в разное емя или одновременно. О величине УЭП судят по величине коэффициента редачи канала сравнения, при котором достигается равенство обоих сигна-в. Структурные схемы кондуктометров, использующих способ сравнения, казаны на рис. 9. НСХ, PCX и относительная погрешность этих схем придана в табл. 5.

В качестве критерия равенства чаще всего используют: равенство нулю разности амплитуд сигналов каналов измеряемой величины сравнения (критерий А);

равенство нулю разности средних значений выходных сигналов каналов меряемой величины и сравнения, взятых за половину периода напряжения тания измерительной цепи (критерий Б).

Рис. 9. Структурные схемы кондуктометров, использующих способ сравн< ния: а - сравнения токов; сравнения напряжений; 1 - генератор; 2 - ПИ 3 - канал сравнения; 4 - компаратор токов; 5 - индикатор нуля; 6- компар

тор напряжений

Из сравнения математических моделей систематической погрешности п питании измерительной цепи синусоидальным переменным напряжени сделан вывод о том, что эта погрешность зависит только от способа оцег УЭП и не зависит от способа измерения (непосредственной оценки или а

соб~с~уравщ>вешиванием измерительной цепи). ~ " ~~ .....

- Таблиц Математические модели относительной систематической методической ш __грешности__

Структура

НСХ

РСХ

5%

Рис. 8 а

Рис. 8 б

Рис. 8 в

1=иХ(АУ аГ

и =-

1оХ + А

¡ = и^2+ь2

00

5 =

А

ДоХ

100

и =

КХ+А

5 =

А

100

Таблица 3

Математические модели систематической методической погрешности

грук-УРа

Способ

НСХ

РСХ

Относительная погрешность, %

[с.8 а

к = гк^х(лу

4=2 яхЩ

6 = \^Ах''~ 1>00

ис. 8

б

2 ыа

к Я0Х + А

ис-1и

к

в

2

и - —

Ш

п Кх + А

М—!—.

100

Кх

-1

.(¡МГ*

100

не. 8

в

2 Ц Ъх

л■ А + ЯъХ

-1

100

в

2 и Кх п А + Ъх

<5 =

1И00

Составляющие сопротивления и проводимости бесконтактных емкостных ПИП

Таблица 4

противление Ш

¿X

Х1 + а>2е1е1

_ шее, Л 1

л. — 5-5—5—г т--

* + ©^Х <уСс

юводимость 1П

5 =

Ах

X2 + й)2£2£2

А~х~

, . Ю&о-А , 1 (г+йГ£2г02)л [х2+®г£2£[, «>Сс

_. 01££„ А ^ 1 X2 +С01£2£% гоСс

А2Х!

а ее,.А 1

Сг2+<у2£2£2)2 '

роводимость мерительной цепи

Л*

х2 + СО1 е2е1

X2 + а2 ег£1

У / +

&>££■„ Л + 1

+й) й>с.

юсе „Л

X1+<о'е2€2{) соСс

^ +

Ах

сове,.А 1

X1 + со2£2£ц ) + соге2е1 аСс

Распространённой формой напряжения питания измерительных цен] кондуктометров с контактными ПИП является переменное напряжение п моугольной формы типа меандр. Перспективным для применения являе также импульсное напряжение (рис. 5 а). Для анализа зависимости резуль тов измерения от основных параметров ПИП и анализируемого раствора пользованы переходные функции измерительных цепей по току g{t) и нап жению h(t) (табл. 6).

Переходные функции получены при следующих условиях:

- при питании измерительной цепи переменным напряжением типа меанд{ время действия импульса напряжения происходит полный заряд емкость составляющих ПИП;

- при питании измерительной цепи импульсным напряжением (рис. 5 а) время отсутствия напряжения происходит полный разряд этих составляюш

Корни (р/) равны:

Pi = 0, _

A + RX R„ + R [(A + Rxf (K + R)1 , A ( 1 X 1 P\, (14)

Pl 2Rse0 2RR„C ^ 4R2e2e2 4R2R2C2 ' 2ee0C{R2 RA RR„ AR„)

A + RZ R„ + R IjA + Rxf (R„ + Rf A f I Z 1 х'Л. (15) Pl 2Reea 2RR„C 4R2e2e2 4R2R2C2 2es0C{r2 RA RR„ ARj

Параметр R в выражении p, (структура рис. 8 а) равен сопротивлен проводов, а для структуры рис. 8 б — Я0.

Величины УЭП можно оценить двумя способами: по среднему значен выходного сигнала измерительной цепи за длительность импульса напря: ния питания г (способ А); по среднему значению выходного напряжения интервал времени меньший, чем длительность импульса напряжения m ния, равный (tj , i - tj) (способ Б).

НСХ, PCX и математические модели погрешности при питании изме] тельных цепей импульсным-напряжением приведены в табл. 7. При этом gip,) и h(pi) равны выражениям в табл. 6, на которые умножае функция ехр(р^) для каждой структурной схемы соответственно. В свою о редь g(r), g(!f), h(j) и h(t,) равны функциям, на которые умножается амплит напряжения питания U для каждой из структур и способа оценки cooti ственно. Выражения PCX и относительной методической погрешности, i питании измерительной цепи переменным напряжением меандр, ан? гичны

риведённым в табл. 7.

Таблица 5

__ НСХ, PCX и относительная погрешность_

Структура Критерий НСХ PCX Относительная погрешность, %

5ис. 9 а А S = (ax 'л/g2 + b2 - i)oo

Б к, = ХА-' k.=g 5= (Ax"'g-l)00

>ис. 9 б А ка= А RoX + A 6 = ( \ M ' 4 -1 100

Б к.= А R..X + A К =g„uR+b„ux s = a i 1 100

>ис. 9 в А _ хК " RoX + л ku = RoVg™+bL 5 = ГА Ц+Ь1 _AQO

Б к - ХК " Кх + Л ku = g„uR0 S = 1 Ag,m—* 1 100

Таблица 6

Переходные функции по току и напряжению_

трук-фа Форма Переходная функция

ic.8 a Рис. 5 а (^Р, + ХЖСР, + \) .„г „ л ' и ЗЯе£Л,Ср? + 2[н„ф + ЯХ)+ ееХИ. + + (Я,Х + Л + Л*) Ш)

dc.8 6 Рис. 5 а гз 1{„щАСр? +2 +л„)]р,+Кх + А+Кхе

ic.8 в Рис. 5 а Ы1) _ ^ + У.ЖСр, +1 )ехр(р;) Я ЗД0ее0Я„Ср(2 +2[Л„С(Л + Л„х) ( ее0(Л„ + + + Л + КЛ)

ic.8 a Меандр 2 K,PX + 2R„X + 2A K„X + KX + A KPX + 'l„Z + 2A ) + -/у,гн--'--££„ p _ I + +Л Kx + Kx + A "/'

" ' 3R£C{,R„Cpf + 2[R„C(A + RX)+££t,(K + «)]/», + {Я,Х + A + '

Продолжение табл

Рис.8 б

Рис.8 в

Меандр

Меандр

1,(1) =

(е£0+СА)Я

Шхг

-с+-

КхХ+Н,*Х+А "о х+КХ+А

Кх ^_л_

-ее. й

А +

Кх+Кх+а Кх+Кх+А

^ ЪПее„К,,Ср; +2[К.С.(А + Ях)+ееЛК + Я)]л + («„* +<4+ «„,г)

Я Х + Ш.Х +А

й„££0СД2 + /Г +

Я,„,1Г + Я„Г + 2Л

д„ог+„ .: ., ^о Iр,

к,„х+КХ + А " КгХ+КХ+А

ехр(р,1)

'3 ЯееЛСр* + 2 [я„С(Л + аг„(Л. + Я)]р, + (К„Х + А + Н„х)

Таблиц!

Математические модели систематической погрешности при питании измер тельной цепи переменным импульсным напряжением

Стру

кту-_

Рис. 3.1 а

Рис. 3.1 б

Рис. 3.1 в

Сп осо б

НСХ

1 = иХ{А)-

1 = иХ(А)

ил

КХ + А

ил

И,Х + А

УхК

ихк

яа+<

РСХ

1 = и

+ Л + 1<х , Р,т

[Кх+А+КХ Ъ Р.4,-1-!,) \

{Кх + А+Яа 7л Р?

} П.х + А +«„* % ■

и_и\ КХ , у ЫР, )[ехР(Аг) ~ 1] [Кх+л + Кх м Р,т

Ь{„х + А + К^х £ />,('.,,.-',)

X

100

X

-I

100

3 =

/¿Ц) ')"

100

<5 =

/и-(да 1

*=Г—,-Нюо

Для измерения УЭП агрессивных жидкостей в диапазоне от ОД до 100 и/м применяют трансформаторные ПИП. Структурные схемы кондуктомет->в, использующих такие ПИП, показаны на рис. 10.

В качестве выходного сигнала ПИП используют: амплитуду выходного >ка ПИП (способ А); амплитуда выходного напряжения ПИП (способ В); юднее значение выходного тока ПИП, взятого за половину периода напря-;ния его питания (способ С); среднее значение выходного напряжения Е4П, взятого за половину периода напряжения его питания (способ Б).

Рис 10. Структурные схемы кондуктометров с трансформаторными ПИП: - способ непосредственной оценки; б, в- способ сравнения; 1 - генератор напряжения питания; 2 - измеритель выходного сигнала ПИП; 3 - канал •авнения; Я - активное сопротивление анализируемой жидкости; Ь, - индуктивность /'-й обмотки ПИП. Зависимости выходных токов и напряжения от параметров ПИП структур рис. 10 приведены в табл. 8.

Структуры, показанные на рис. 10 б и в, используют для создания кондук-метров, основанных на компенсационном способе измерения. Критерием хождения измерительной цепи в состоянии равновесия является равенство лю среднего значения выходного сигнала, взятого за половину периода нхронизирующсго напряжения. Как.видно из зависимостей выходных сиг-лов ПИП, приведённых в табл. 8, при использовании тока в качестве вы-дного сигнала ПИП синхронизирующим напряжением нужно выбрать вы-дное напряжение генератора.

>и использовании в качестве выходного сигнала ПИП напряжения необхо-'о в качестве синхронизирующего сигнала брать напряжение, сдвинутое "<е относительно напряжения генератора на угол, равный ж/2.

Полученные статические характеристики приведены в табл. 9.

Таблиц;

Зависимость выходных тока и напряжения ПИП от его параметров.

Стру кту-Ра

Рис. 10а

Рис. 106

Рис. Юв

Выходной сигнал

7 игМ1ЛМЗА _ " ЦЬ^А ¿[¿4 А2

ги,МигМ^ъ+Ц) 2 , :ги,МьгМъА и„=а> -:—--X +7®-- X

ЦА

и (М,2МЗА

А Х Кг

-)<о

их

¿,14 А

м,<,мЗАм25 | М,^М26М46

л, я.

V „=■<»'

и

я я,

и

Х + )(о—

м

М\.2МгА М]5к,МА& А

Ц ( МхгМг ^А

к,ЛЬ Л,

-JO)

имУ2м36м,6

Ь4ЦАЯ2

г

и„=]сои

м, 2М24 кцМ4 6 ЦА х Я2 ,

2м.2им36м46

+ со2—'2. . I6 46 х

ца&2

Таблиц

Статические характеристики структур, использующих трансформаторные ПИП_

Структура Способ Статические характеристики

Рис. 10 а А /„ = хф+ит2^ + ¿2у Х2(А2У

В и„=I+Й72 (¿2+) V (л2 Г

С 111=2п,игМ,2МЗА{^Ь1А)-'х

О и,1 = 2тг-'ш2игМиМЗА{12 + ^А2Ух2

Рис. 10 6 С к, = М,2МЪАКг{АМ,}МА1Ух

О к^МугМгМАМ^М^Ух

Рис. Юв С к„ = М12М2АЯ2{ЦАМ4,)-]х

Б к„ = мх1м1лк7г{^лмА,У

В последнее время появились кондуктометры, использующие частотный юсоб измерения УЭП. Наиболее часто для измерения УЭП используется ультивибратор, состоящий из инвертирующего триггера Шмитта, охвачен-)го обратной связью с помощью фильтра НЧ (рис. 11). Об УЭП измеряемого ютвора судят по выходной частоте генератора. НСХ такого кондуктометра )и условии Я„ = 0 и Я2» Я следующая

Рис. 11. Частотный кондуктометр: ! и С] - активное сопротивление и ёмкость канала сравнения; Я2 - активное сопротивление; С - ёмкость двойного слоя электродов ПИП; Яп - активное оляризационное сонротивление электродов ПИП; Я - активное сопротивление измеряемой жидкости

К?

/= 1 . Х- (18)

/й

(19)

4RjCJA

PCX частотного кондуктометра имеет вид

(R„ +R2+ Rj(2R + R2 )C(R2 + R)-C,i?, 2 R2 ]

2[2R{Rn +R2 +R)-RnR2]0]RiC{R2 + R)

При условие R2 » R и следовательно R„ относительная методическая по-ешность равна

2{R2C-2CtR,)A

д =

(2 A-R„xY:R2

-1

100.

(20)

слученные статические характеристики позволяют выбрать параметры из-:рительнбй цепи, обеспечивающие максимальную чувствительность выход-го сигнала к измеряемой УЭП. Соотношения для методической погрешно-и

можно использовать в качестве критерия для достижения заданной погрев ности в требуемом диапазоне.

На основе проведённых исследований была разработана методика прое тирования кондуктометров на основе критерия достижения заданного знач ния методической погрешности в требуемом диапазоне измерений. В четвёртой главе «Разработка кондуктометров и кондуктометричесю концентратомеров для контроля технологических процессов » сформулир ваны требования к универсальным кондуктометрическим анализаторам те нологических растворов и приведены результаты разработки таких конду тометров.

Было предложено при создании универсальных кондуктометричесю анализаторов разработать широкодиапазонный кондуктометр с тремя фун ционально независимыми каналами: измерения УЭП; измерения температур анализируемого раствора; обработки температуры и УЭП в концентраци растворенного компонента в бинарном растворе. Канал обработки измере ных значений должен учитывать возможность калибровки его непосре, ственно потребителем для контроля применяемых им технологических ра творов и учитывать тот факт, что зависимость УЭП от концентрации хотя однозначна, но не линейна.- При исследовании электрофизических свойс бинарных растворов неорганических веществ, используемых ^в-различнь технологиях установлено, что концентрацию большинства, можно опрел

.V П!

лить по экспериментальной зависимости С = гДе: С

1=0 1=0

определяемая концентрация, % или г/л; g = x~n^t~ 'о); X ~ УЭП раствора; t температура анализируемого раствора; - температура нормирования; п нормирующий коэффициент; кц - постоянные калибровочные коэффициент!

Была разработана методика определения калибровочных коэффициента Для удовлетворения запросов потребителей перспективный (универсальны кондуктометр должен выполнять следующие основные функции: измеря текущее значение УЭП анализируемой жидкости; измерять температуру ан лизируемой жидкости; определять значение УЭП, приведённое к задан» температуре; определять концентрацию анализируемого раствора; формир вать аналоговые выходные сигналы, пропорциональные информацш

олученной в результате выполнения выбранной функции; формировать сигналы интерфейса с информацией о результате выполнения выбранной функ-

ции.

Кондуктометр для контроля растворов в трубопроводах. Поскольку орпус ПИП связан с заземленным трубопроводом, по которому транспорти-:уется контролируемый раствор, то возможны две схемы кондуктометров, ри которых об УЭП судят по падению напряжения на ПИП или на резисто-■з, включённом последовательно с ним.

ис 13.

Рис. 14. Структурная схема перспективного кондуктометра: • • --К5 - резисторы сравнения канала измерения УЭП; Кб - резистор сравне-ля канала измерения температуры; Кх - ПИП УЭП; К, - ПИП температуры; 1

- генератор напряжения питания; 2, 5- коммутатор; 3,4- усилитель; 6 - делитель напряжения; 7 - сумматор напряжений; 8 -синхронный детектор; 9 - формирователь синхронизирующего напряжения; 0,11 - микроконтроллер; 12 - блок клавиатуры и индикации; 13 - формиро-тгель сигналов интерфейса; 14 - формирователь аналоговых выходных сигналов

Зависимость относительной систематической погрешность измерения УЭП при различной частоте напряжения питания/: 1 -/= 20 кГц; 2 -/= 2 кГц; 3 -/= 200 Гц; 4 -/= 20 Гц.

Для обеспечения основных функций кондуктометр должен обеспечивай, выполнение калибровок: канала измерения УЭП; канала измерения темпер; туры анализируемой жидкости; канала определения приведённой к заданно температуре УЭП; канала определения концентрации раствора; выходног аналогового сигнала.

Функциональная схема универсального кондуктометра, реализующее эти функции, показана на рис. 14.

Основные технические характеристики кондуктометра КС-1М-6: диапазон измерений от 1 мкСм/м до 0,1 См/м; основная относительная погрешность не более ±2,0 %.

Кондуктометр с проточным ПИП КС-1М-1. Измерительная цепь пит; ется переменным напряжением прямоугольной формы. О величине УЭП су дят по среднему значению тока за половину периода напряжения питания.

Рис. 16. Кондуктометра с проточным ПИП: а- структурная схема; б- внешний вид: 1 - генератор; 2 - делитель напряжения; 3 - коммутатор ПИП; 4 - коммутатор электрических проводимостей сравнения; 5 - сумматор токов; б - синхронный детектор; 7 - микроконтроллер; 8 - центральный микропроцессор; 9 - формирователь сигналов интерфейса; 10- блок клавиатуры и индикации; 11- формирователь аналогового выходного сигнала; 1<х - ПИП УЭП; Я) ...Я5 - проводимости сравнения; Я, - ПИП температуры анализируемой жидкости.

В результате проектирования выбраны следующие частоты напряжен) питания измерительной цепи, которые обеспечивают выполнения услови : что систематическая методическая относительная погрешность не превышае т

г\4 %: / = 0,1 -; 1 См/м - 2 кГц: х = 0, I - 0,01 См/м - 1 кГц; х = 0,001 - 0,01 См/м - 500 Гц; / = 1мкСм/м - 1 мСм/м - 250 Гц.

На рис. 16 показана структурная схема кондуктометра КС-1М-1.

Основные технические характеристики кондуктометра КС-1М-1: лапазон измерений от 1 мкСм/м до 1 См/м; основная относительная погрешать не более ±2,0 %: основная абсолютная погрешность измерения темпе-г пуры анализируемого раствора ±0,2 °С.

• Бесконтактный кондуктометр КС-1М-3 с трансформаторным ПИП. Из -зн курирующих структур, приведённых на рис. 10, для реализации, выбрана руктура рис. 10 б. Результат измерения УЭП кондуктометрами, реализующими структуру рис. 10 а, зависит от стабильности амплитуды напряжения . ¡нератора. В структуре рис. 10 в не исключена зависимость результата изме-:зния от изменения свойств сердечника первого трансформатора от его тем-

;оат\'пы.

а б

Рис. 17. Промышленный трансформаторный кондуктометр КС-1М-3: а - структурная схема; б - внешний вид; 1 - генератор; 2 - преобразователь ток-напряжение; 3 - формирователь синхронизирующего напряжения; 4-усилитель; 5 - делитель напряжения; 6 - компаратор токов; 7, 11 - коммутатор; 8 - синхронный детектор; 9, 12 - микропроцессор; 10- формирователь аналогового выходного сигнала;

13 - клавиатура и индикация; 14 - интерфейс.

Технические характеристики кондуктометра КС-1М-3 (рис. 17): диапазон рмерений от 0,1 до 100 См/м; основная относительная погрешность не более *2,0 %; основная абсолютная погрешность измерения температуры анализи-/смого раствора ±0,2 °С.

■ пятой главе «Разработка лабораторных кондуктометров» приведены результаты разработки лабораторных контактных кондуктометров, использующих способ сравнения напряжений и токов. В каче

стве ПИП использована ячейки Джонса с платиновыми электрода! Электроды ПИП, предназначенные для измерения УЭП в диапазон 0,1-1 См/м, покрыты платиновой чернью. Электроды ПИП для измерения бох низких значений УЭП выполнены из гладкой платины.

При разработке лабораторных кондуктометров, использующих спос сравнения напряжений, применена структура рис. 9 б. Измерительная це питается переменным напряжением прямоугольной формы. В качестве К1 терия равновесия использовано равенство нулю среднего значения выходнс напряжения измерительной цепи, взятого за половину периода напряжеь ( питания.

В результате использования критерия достижения заданного значег систематической погрешности выбраны следующие частоты в зависимости интервала измерения: / = 10-100 См/м и 10 - 100 мСм/м/= 10 кГц; / = 1 10 См/м и 1 - 10 мСм/м/= 600 Гц; / = 0,1 - 1 См/м и 0,1 - 1 мСм/м/= 40 ^ Зависимость полученного значения относительной систематической погре ности от УЭП приведена на рис.19.

2 -1 О

1о? УЭП

Рис. 19. Зависимость относительной систематической методической погре:

ности от УЭП

Технические характеристики лабораторных кондуктометров КЛ-2 и К. одинаковы: диапазон измерений УЭП от 0,1 мСм/м до 100 См/м; основ] относительная погрешность ±0,5 %.

В лабораторных кондуктометрах КЛ-4 и КЛ-С для реализации выбр; структура, показанная на рис. 9 а. Измерительная цепь кондуктометра К. питается переменным напряжением прямоугольной формы. За критерий [: венства тока через ПИП току в канале сравнения принято равенство ну среднего значения разницы токов, взятому за половину периода напряже! питания измерительной цепи. В качестве изменяемого параметра исполь ; вана частота напряжения питания измерительной цепи. В результате прот тирования выбраны следующие частоты напряжения питан»

£ = 10 - 100 См/м и 10 - 100 мСм/м/= 3 кГц;/ = 1 - 10 См/м и 1 - 10 мСм/м ;= 1 кГц;х = 0,1 - 1 См/м и 0,1 - 1 мСм/м/= 500 Гц;* = Ю - 100 мкСм/м/= 50 Гц; j = 1 10 мкСм/м / = 125 Гц. Изменение относительной методиче-:'сой погрешности от УЭП, полученной в результате проведённой оптимизации, показано на рис. 20.

Рис 20. Зависимость относительной систематической погрешности КЛ-4 от

УЭП.

Функциональная схема кондуктометра КЛ-4 аналогична схеме КЛ-С. Основные технические характеристики кондуктометра КЛ-4: - диапазон измерений от 1 мкСм/м до 150 См/м;

предел основной относительной погрешности 3 в пределах измерения от 0,1

См/м до 150 См/м равен 5 = +

0.25 + 0.01[Х"

де: Хп ~ ближайшее верхнее значение десятичного разряда интервала измере-ля; х ~ измеряемое значение УЭП. Предел основной приведенной погреш-- эсти в пределах измерения от 1 мкСм/м до 0,1 мСм/м ±1,0 % от ближайшего ¡рхнего значения десятичного разряда интервала измерения, лабораторном кондуктометре КЛ-С измерительная цепь питается переменим напряжением прямоугольной формы. Критерием равенства тока через ИП и канал сравнения является равенство среднего значения разности этих

~ жов за интервал времени меныиии, чем половина периода напряжения пи-гния измерительной цепи. В качестве изменяемых параметров выбраны . лительность интервала определения среднего значения и его фаза. В резуль-чте проектирования получены следующие значения этих параметров: часто-I напряжения питания 1 кГц в диапазоне измерений 1 мкСм/м -г 100 См/м; етервал определения состояния равновесия измерительной цепи для диапа-: ^на измерений от 1 до 10 мкСм/м - от 8я/20 до 15л/20; интервал определения

состояния равновесия измерительной цепи для диапазона измерений от 1 мкСм/м до 100 См/м от 7г/20 до 8л/20. Зависимость относительной системат ческой методической погрешности от УЭГ1 показана на рис. 21.

|2 §

£ I

Г

С

а

X

0.05

/

?УЭП

Рис. 21. Зависимость относительной методической погрешности КЛ-С

от УЭП.

а о

Рис. 22. Лабораторный кондуктометр КЛ-С: а - структурная схема: б - внешний вид; 1 - генератор; 2 - делитель напряж-

ния; 3 - коммутатор ПИП; 4 - коммутатор электрических проводимостей сравнения; 5 - сумматор токов; 6 - синхронный детектор; 7 - микроконтрол лер; 8 - формирователь синхронизирующего напряжения; 9 - формировате. сигналов интерфейса; 10 - блок клавиатуры и индикации; Ях - ПИП УЭП; .. - проводимости сравнения; Л, - ПИП температуры анализируемой

жидкости

Основные технические характеристики лабораторного кондуктометра КЛ (рис. 22) следующие: диапазон измерений от 1 мкСм/м до 100 См/м; пред основной относительной погрешности ±0,25 % в интервале измерения от 0: мСм/м до 100 См/м; в интервалах измерения

от 1 мкСм/м до 100 мкСм/м предел основной относительной погрешности вен ±1,0 %.

В шестой главе «Разработка средств метрологического обеспечении кон-ктометров» приведены результаты разработки установок для поверки пропиленных и лабораторных кондуктометров в диапазоне от 1 мкСм/м до 100 ' 1/м. Кроме этого рассмотрены варианты конструкции ПИП, позволяющих сширить диапазон воспроизведения единицы УЭПдо 10 нСм/м.

Поверочная установка КГТУ-1 состоит из измерительного и гидравличе-:эго блоков. Структурная схема измерительного блока аналогична струк-рной схеме лабораторного кондуктометра КЛ-С в которую дополнительно лючен блок преобразования выходного аналогового сигнала поверяемого ибора в значение контролируемой величины.

а б

Рис. 23. Кондуктометрическая поверочная установка КПУ-1: - структурная схема: б - внешний вид; 1 - генератор; 2 - делитель напряжения; 3 - коммутатор ПИП; 4 - коммутатор электрических проводимостей равнения; 5 - сумматор токов; б - синхронный детектор; 7 - микроконтрол-:р; 8 - формирователь синхронизирующего напряжения; 9 - формирователь гналов интерфейса; 10- блок клавиатуры и индикации; 11 - блок преобразования аналоговаго выходного сигнала поверяемого прибора; Ях - ПИП ЭП; Л"1.. ,Л5 - проводимости сравнения; Я - ПИП температуры анализируемой жидкости

. мерительная цепь установки питается переменным напряжением прямо-хльной формы с частотой 3600 Гц. Для обеспечения систематической по-1шности менее 0,01 % выбраны следующие параметры: интервал

определения среднего значения разницы токов в диапазоне изменения У.' от 0,1 См/м до 100 См/м от 7тс/20 до 14тс/20; интервал определения сред»: значения разницы токов в диапазоне изменения УЭП от 100 мкСм/м до 1 мСм/м от 1л/20 до 7л:/20; интервал определения среднего значения разни токов в диапазоне изменения УЭП от 1 мкСм/м до 100 мкСм/м от 7тг/20 14л;/'20. Зависимость относительной систематической погрешности от У' приведена на рис. 24.

° -5Х10"3'--

-6 -I и I

1оуУЭП

Рис.24. Зависимость относительной систематической погрешности от

УЭП.

Основные технические характеристики выпускаемых моделей устаноь КПУ-1 приведены в табл.10.

Таблица I

Технические характеристики Модель установки

КПУ-0,06Э КПУ- 0,15Э КПУ-0,06Р КПУ-0,15Р

Диапазон, См/м 10^100 10"4-100 10"6-100 Ю^-ЧОО

Относительная погрешность, % 0,1 0,25 0,1 (в интервале 104-И00 См/м) 0,5 (в интервале ЮМО"4 См/м) 0,1 (в интервале 10"4-100 См/м) 0,5 (в интервале 10"б-10"4 См/м)

Нижний предел диапазона измерения УЭП ограничен влиянием элект-ческих свойств изоляционных материалов ПИП.

Для исключения влияния изоляционных материалов и тем самым расширил диапазона воспроизведения единицы УЭП в область более низких ее начений необходимо при разработке конструкции ПИП использовать принят эквипотенциальной защиты измеряемого объема жидкости.

I —й-■

1 /

Рис.25. Конструкции ПИП 1- высокопотенциальный электрод; 2 - охранный электрод; 3 - низкопотенциальный электрод; 4.5,6,7 - изоляторы; 8 - отверстие в охранном электроде.

На рис. 25 приведены конструкции ПИП, которые используют этот иншш.

Постоянная таких ПИП может быть определена по их геометрическим змерам.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Общим результатом работы является решение научной проблемы, кото-я имеет важное хозяйственное значение, заключающейся в развитии науч: >методических основ проектирования кондуктометрических приборов для нтроля параметров окружающей среды и технологических процессов. На эй основе разработан и внедрён ряд серийно выпускаемых автоматических ■ндуктометров с повышенными метрологическими и эксплуатационными рактеристиками и технические средства их метрологического обеспечения.

В рамках реализации этой научной проблемы были решены следующие учно-технические задачи и получены результаты.

1. Обобщены работы в области кондуктометрического анализа природной еды и технологических процессов. Отмечено, что для совершенствования ндуктометров необходимо развивать методы их проектирования на основе урологических показателей. Показано, что источником систематической тодической погрешности являются процессы, происходящие на электродах ЛИ.

2. Предложены, разработаны и экспериментально подтверждены метод ки, позволяющие оценить значения параметров ПИП, влияющих на погре1 ность измерения УЭП.

3. Получены аналитические выражения статических характеристик баз вых структур низкочастотных контактных и бесконтактных кондуктометро! емкостными и трансформаторными ПИП с учётом факторов, влияющих погрешность измерения, связанных с параметрами ПИП и видом питания и мерительных цепей.

4. На основе статических характеристик получены аналитические выр жения для систематической составляющей погрешности базовых структу ных схем кондуктометров, обусловленной параметрами ПИП, форм< напряжения питания и способа оценки УЭП по выходному сигналу измер тельной цепи.

5. Теоретические исследования систематической погрешности показал что ее величина зависит от структуры измерительной цепи, способа оцен] УЭП по ее выходному сигналу и формы переменного напряжения питания.

6. Разработан и исследован метод проектирования низкочастотных ко тактных кондуктометров на основе критерия достижения заданного значен систематической погрешности в требуемом диапазоне изменения контрол руемого параметра раствора: УЭП или концентрация бинарного раствора.

7. Исследованы электрофизические свойства ряда наиболее распростр ненных бинарных растворов, используемых в химической и смежных отрг лей промышленности, установлен общий вид нелинейной зависимости ме: ду концентрацией, УЭП и температурой этих растворов, что послужило с новой для разработки универсальных программируемых промышленных аг лизаторов контроля качества продукции в этих отраслях.

8. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследован] внедрены в промышленность и нашли применение при создании следующ! лабораторных и промышленных кондуктометров, серийно выпускаемых Ба наульским ОКБА, ООО «Сибпромприбор-аналит»: лабораторный кондую метр КЛ-2, КЛ-3, КЛ-4 и КЛ-С; переносной кондуктометр с автономным п танием КЛ-П; промышленные кондуктометры и концентратомеры КС-1; ун версальные программируемые промышленные кондуктометры КС-1М д контроля физико-химических параметров растворов; кондуктометрическ

>верочная установка КПУ-1, используемая в качестве рабочего эталона пер-го и второго разрядов, с расширенным диапазоном измерения УЭП до 1 ;См/м.

9. Предложен и обоснован ПИП с расчётной величиной постоянной, ко-рый можно применить в составе первичного эталона, что позволяет рас-фить диапазон воспроизведения УЭП в область значений меньших :См/м.

Общий объём серийно выпущенных кондуктометров превышает 2000 эк-лпляров.

В разработанных кондуктометрах, реализованные технические решени-, защищенные пятью авторскими свидетельствами и одним патентом РФ.

Материалы диссертации используются в учебных курсах, бакалаврских, пломных и магистерских работах студентов МГУИЭ и АлтГТУ.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

Статьи в журналах рекомендованных ВАК:

Первухин Б.С. Влияние формы переменного тока на погрешность измере-я удельной электрической проводимости./Первухин Б.С., Курочкин Б.В.// ¡теология-Г982.- №1-С. 58 - 6Т:

Первухин Б. С. Определение параметров контактных первичных преобра-¡ателеи кондуктометров.//Измерительная техника-2008-№ 3-С. 61-63

Первухин Б.С: Определение параметров емкостных первичных преобра-¡ателеи кондуктометров.//Измерительная техника-2009-№ 3. - С. 62 - 64.

Первухин Б.С. Методическая погрешность контактных кондуктометр/Естественные и технические науки - 2011 -№ 1. - С. 176 —182.

Первухин Б.С. Моделирование трансформаторных кондуктометров осно-шых на методе прямого измерения./ Первухин Б.С., Латышенко К.П., Фа-:в Д.Е.//Приборы-2009-№ 6. - С.38 - 42.

Первухин Б.С. Моделирование многообмоточных трансформаторных адуктомст^ов^ / Первухин Б.С., Латышенко К.П., Фатеев Д.Е.//Приооры-

Первухин Б.С. Универсальные кондуктометрические анализаторы техно-•ических растворов.// Приборы-2010-№ 2. - С. 57 - 60.

Первухин Б.С. Проектирование контактных кондуктометров с использо-[ием в качестве критерия оптимизации заданной систематической погреш-;ти. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -2011. №2-■ 1 -44.

Авторские свидетельства и патенты:

9.A.c. №527645 СССР. Способ определения электропроводности жидких cj ¡текст] /Мациевский В.А., Рашевский А.П., Первухин Б.С. Опубликован №25,1976.

10.A.c. №705319 СССР. Устройство для измерения электропроводности ж] ких сред [текст] /Первухин Б.С., Мациевскии В.А., Рашевский А.П. Ony6j кован БИ №14,1979.

И. A.c. №855469 СССР. Устройство для измерения электропроводное жидкостей [текст] /Первухин Б.С. Опубликован БИ №1,1981.

12. A.c. №1221569 СССР. Устройство для измерения электропроводное жидкостей [текст] /Первухин Б.С.,Ериванова Л.П. Опубликован БИ № 1985

13. Пат. 2209421. РФ Устройство для измерения электропроводности жидк сред /Кривобоков Д.Е., Госьков П.И., Седалищев В.Н., Первухин Б.С.-Зая 05,04.2001. Опубл. 27. 06 2003

Учебные пособия и методические указания:

14. Латышенко К.П., Первухин Б.С. Микропроцессорные анализаторы Ж1 кости. - М., МГУИЭ, 2010.-216 с.

15. Гайтова Т.Б., Первухин Б.С., Фатеев Д.Е. Расчёт измерительных KaHaj микропроцессорного кондуктометрического анализатора жидкости серии К 1М. - М.: МГУИЭ, 2010. - 28 с.

16. Головин В.В., Первухин Б.С., Фатеев Д.Е. Расчёт канала измерения к< центрации кондуктометрического анализатора жидкости КС-1М. - М.: МГ ИЭ, 5011.-28 с.

Статьи: - ......

17.Первухин Б.С. Определение влияющих параметров первичных преобра вателей на интеллектуальные кондуктометрические анализаторы жид] сти./Первухин Б.С., Щастливцев И.А.// Ползуновский альманах-2007, № 3 С.74-76.

18.Первухин Б.С. Перспективы развития приборов для электрохимическ< анализа жидкостей//Автоматизация химических производств.-1989-№ 4. -47-48.

19.Первухин Б.С., Лабораторные кондуктометры/ Первухин Б.С., Решет А.Г.//Автоматизация химических производств-1989, № 4. - С. 49 - 52.

20.Первухин Б.С. Моделирование базовых структурных схем контакта кондуктометров./ Первухин Б.С., Латышенко K.TI., Зан Р.Х.// Сб. н. тр. «N делирование и автоматическое управление химическими производствам ДР 4/43-пр89. - С. 36 — 43.

21.Первухин Б.С. Применение кондуктометрии для контроля качества управления технологическими процессами./Рашевский А.П., Первухин Б. Новоселов В.И.//Автоматизация химических производств - 1979, № 5. - С. -48.

22.Первухин Б.С. Новый лабораторный кондуктометр для аналитической : мии и исследования физико-химических параметров растворов. / Первую Б.С., Ериванова Л.П.//Барнаул АГУ-1984 в кн. «Химия и химические тех] логии». - С. 52.

Подписано в печать 28.03Д012. Формат 60x84 1/16. Печать - ризография. Усл.п.л. 2,3 Тираж 100 экз. Заказ 301/2012. Издательство Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова, 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46. Лицензии: ЛР № 020822 от 21.09.98 года, ПЛД № 28-35 от 15.07.97 Отпечатано в ЦОП АлтГТУ 65638, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46

Список принятых в работе сокращений.

Введение.

Глава 1 .Применение кондуктометрических анализаторов для контроля природной среды и технологических процессов.

1.1. Применение кондуктометрических анализаторов в промышленности охране природы и научных исследованиях.

1.2. Кондуктометрия как метод физико-химического анализа.

1.3. Состояние и перспективы развития кондуктометрии.

1.4. Анализ измерительных структур кондуктометрических анализаторов.

Выводы.

Глава 2. Способы определения параметров первичных преобразователей с жидкостью, влияющих на результат измерения удельной электрической проводимости.

2.1. Определение параметров первичных измерительных преобразователей контактных кондуктометров на переменном напряжении синусоидальной формы.

2.2. Определение параметров первичных измерительных преобразователей контактных кондуктометров на переменном напряжении прямоугольной формы.

2.3. Определение параметров емкостных первичных преобразователей кондуктометров.

2.4. Параметры индуктивных ПИП.

Выводы.

Глава 3. Способы измерения активных потерь в жидкости.

3.1. Анализ измерительных схем кондуктометров при питании измерительных цепей переменным синусоидальным напряжением.

3.2. Анализ измерительных схем кондуктометров использующих индуктивные трансформаторные ПИП.

3.3. Анализ измерительных схем кондуктометров использующих частотные методы.

3.4. Анализ измерительных схем кондуктометров при питании их переменным несинусоидальным напряжением.

Выводы.

Глава 4. Разработка кондуктометров и кондуктометрических концентратомеров для контроля технологических процессов.

4.1 .Математические модели зависимостей УЭП и концентрации растворов.

4.2. Разработка контактных кондуктометров для контроля технологических процессов.

4.3. Разработка бесконтактных кондуктометров для контроля технологических процессов.

Глава 5. Разработка лабораторных кондуктометров.

5.1. Разработка лабораторных кондуктометров реализующих способ сравнения напряжений.

5.2. Разработка лабораторных кондуктометров реализующих схему сравнения токов.

Глава б.Разработка средств метрологического обеспечения кондуктометров.

6.1. Разработка поверочной установки кондуктометров на диапазон от 1 мкСм/м до 100 См/м.

6.2. Возможность расширения диапазона воспроизведения УЭП жидкостей первичной эталонной базой.

В диссертации систематизированы и обобщены результаты теоретических и экспериментальных исследований автора в области разработки и внедрения методов и приборов кондуктометрического контроля технологических процессов.

Эти работы направлены на решение научно-технической проблемы имеющей важное хозяйственное значение которое заключается в совершенствовании методического обеспечения разработки кондуктометрических средств контроля технологических процессов и создания технических средств их метрологического обеспечения.

Актуальность. Развитие промышленности, появление новой продукции, повышение требований к её качеству, интенсификация технологических процессов определяет рост потребности в средствах контроля качества продукции и хода технологических процессов с улучшенными характеристиками.

Кондуктометрия относится к электрохимическим методам анализа. Её информативным параметром является удельная электрическая проводимость (УЭП). Кондуктометры являются одними из наиболее широко применяемых приборов технологического контроля в различных отраслях промышленности (энергетике, химической и нефтегазовой, цветной и черной металлургии и др.), контроля качества продукции, мониторинга питьевой, природной и сточных вод, в научных исследованиях.

Большой вклад в развитие отечественной кондуктометрии внесли: Бугров A.B., Герасимов Б.И., Грилихес М.С., Ермаков В.И., Жуков Ю.П., Заринский В.А, Идзиковский А.И., Захаров М.М., Крешков А.П., Кулаков М.В., Лопатин Б.А., Латышенко К.П., Фила-новский Б.К., Стальнов П.И., Худякова Е.А. и другие учёные.

За рубежом выпускают различные модели кондуктометров, патентуются технические решения, направленные не только на совершенствование традиционных, но и на разработку новых технических решений. В РФ также ведутся аналогичные работы и выпускаются кондуктометры различного назначения. Однако методы проектирования кондуктометров недостаточно разработаны, что затрудняет установление взаимосвязи между конструктивными параметрами приборов и их метрологическими характеристиками. На метрологические характеристики кондуктометров и кондуктометрических анализаторов влияет ряд факторов: разнообразие физических и физико-химических свойств объектов контроля, наличие большого количества неинформативных параметров, сложный состав анализируемых сред, применённого способа преобразования. При разработке кондуктометров зачастую не учитывают источники погрешности, которые связаны с первичным измерительным преобразователем (ПИП). Такими источниками погрешности в контактных кондуктометрах являются процессы, происходящие на электродах ПИП УЭП. Методы их определения и оценки их влияния на результат измерения УЭП не разработаны.

Кроме этого, развитие кондуктометрии тормозит состояние эталонной базы. До последнего времени в качестве эталонов использовались стандартные образцы, приготавливаемые объёмно-весовым методом. Приготовление таких эталонов трудоёмко и требует применения высокоточного весового оборудования, термостатов с абсолютной погрешностью ±0,01 °С, средств измерений объёма высокого класса и очень чистых реактивов. Диапазон воспроизводимых такими эталонами УЭП 1 мСм/м 80 См/м. В 2000 г. ВНИИМ им. Д. И. Менделеева и ВНИИФТРИ создали государственный первичный эталон на основе ПИП УЭП. Он позволяет проводить поверку приборов методом непосредственного сличения в диапазоне УЭП от 1 мС/м до 50 См/м. Вместе с тем до 50 % кондуктометров используют для контроля технологических процессов и качества продуктов в диапазоне от 1 мкСм/м до 1 мСм/м (контроль качества пара и конденсата в энергетике, технического этилового спирта, качества авиационного топлива и др.).

Таким образом, существующие методы проектирования кондуктометров не обеспечивают учет источников систематической погрешностей, а средства метрологического обеспечения не позволяют поверять приборы во всем требуемом диапазоне измерений, что сдерживает развитие этого метода анализа.

Работа выполнялась в соответствии с постановлением СМ СССР № 344-107 от 13.03.86 г. «Приборы для научных исследований» и приказом МХП СССР № 226-35 от 17.04.86, выпущенным в развитие этого постановления, координационным планом АН СССР «Электохимические приборы», координационным планом АН СССР на 1979 - 1990 гг. по проблеме «Разработка и использование комплекса автоматизированных приборов для определения химического состава веществ, материалов как показатель качества продукции» и приказом Минпромторга России от 17 июня 2009 г. № 529 «Стратегия обеспечения единства измерений в России до 2015 года».

Целью работы является развитие научно-методических основ проектирования кон-дуктометрических приборов для контроля параметров окружающей среды и технологических процессов, разработка на этой основе и внедрение кондуктометров с повышенными метрологическими и эксплуатационными характеристиками и разработка технических средств их метрологического обеспечения.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать научно-методических основы проектирования кондуктометрических приборов контроля при заданной систематической погрешности в требуемом диапазоне измерений;

- разработать методики определения параметров ПИП, влияющих на погрешность определения УЭП кондуктометрами;

- получить аналитические выражения статических характеристик кондуктометров, использующих различные способы измерения и учитывающих источники погрешности, возникающие в ПИП УЭП;

- теоретически и экспериментально исследовать метрологические характеристики кондуктометров;

- разработать методику проектирования кондуктометров на основе метрологических показателей;

- исследовать электрофизические свойства ряда веществ и материалов химической технологии и металлургической промышленности;

- создать универсальные программируемые кондуктометрические приборы контроля физико-химических параметров: УЭП и состава технологических растворов и природной среды с улучшенными метрологическими характеристиками и внедрение их в промышленность.

- разработать поверочную установку для поверки кондуктометрических приборов контроля с расширенным диапазоном измерения УЭП, используя методику проектирования кондуктометров на основе метрологических показателей и ее внедрение;

- предложить пути совершенствования первичных эталонов для расширения диапазона воспроизведения единицы УЭП жидкостей.

Объект исследования. Способы и устройства измерения УЭП, использующие контактные и бесконтактные ПИП УЭП.

Методы исследования и достоверность результатов. В диссертационной работе для решения поставленных задач использованы методы системного анализа, математического моделирования и экспериментального исследования метрологических характеристик кондуктометров и свойств контролируемых сред.

Достоверность полученных результатов подтверждена государственными испытаниями с целью утверждения типа спроектированных средств контроля и получением сертификатов и свидетельств о занесении их в государственный реестр средств измерений. Научная новизна:

- разработаны научно-методические основы проектирования кондуктометрических приборов контроля технологических процессов, позволяющие создавать с минимальными затратами приборы с заданной систематической погрешностью в требуемом диапазоне измерений с первичными измерительными преобразователями, удобно встраиваемыми в технологическое оборудование, и создавать рабочие эталоны первого и второго разрядов для поверки этих приборов;

- впервые предложены и обоснованы методики определения параметров контактных и бесконтактных емкостных ПИП, позволяющие учесть их при проектировании кондуктометров;

- разработаны математические модели статических характеристик кондуктометров, которые учитывают влияние на результат измерения параметров ПИП и контролируемого раствора;

- на основе статических характеристик впервые получены аналитические выражения для количественной оценки систематической методической погрешности кондуктометров при различных способах измерения и видах питания измерительной цепи;

- разработан и исследован метод проектирования низкочастотных контактных кондуктометров на основе критерия достижения заданного значения систематической погрешности в требуемом диапазоне изменения контролируемого параметра раствора;

- исследованы электрофизические свойства ряда веществ и материалов, используемых в различных отраслях промышленности, и определена математическая модель зависимости

УЭП растворов от их концентрации и температуры, необходимая для создания универ сальных кондуктометрических анализаторов жидкости.

Практическая ценность работы. Использование результатов теоретических и экспериментальных исследований позволяет разрабатывать кондуктометрические средства контроля, обладающие улучшенными метрологическими и эксплуатационными характеристиками, что расширяет круг решаемых задач аналитического контроля.

Разработанные методики позволяют оценить влияние параметров контактных ПИП на метрологические характеристики и учесть их влияние при выборе измерительной цепи и вида напряжения питания.

Полученные статические характеристики позволяют выбрать параметры измерительной цепи, которые обеспечивают необходимую чувствительность к измеряемому параметру и снижение ее к факторам, влияющим на результат измерения до заданной величины.

Полученные аналитические выражения систематической составляющей погрешности позволяют выбрать параметры питания измерительной цепи и способ измерения, обеспечивающие заданную величину этой погрешности.

Разработанные технические средства метрологического обеспечения позволяют достоверно определять погрешность используемых в промышленности кондуктометров в более широкой области значений УЭП от 1 мкСм/м до 100 См/м.

Разработаны предложения для совершенствования первичной эталонной базы с целью расширения диапазона воспроизведения УЭП до 10 нСм/м.

Реализация научно-технических результатов. При непосредственном участии автора созданы следующие серийно выпускаемые приборы: первый отечественный лабораторный прецизионный кондуктометр КЛ-2; лабораторные кондуктометры КЛ-3, КЛ-4 и КЛ-С-1; переносной кондуктометр КЛ-П; кондуктометры для контроля технологических процессов КС-1 и кондуктометрические концентратомеры КС-1К; универсальные кондук-тометрические анализаторы типа КС-1М; кондуктометрическая поверочная установка КПУ-1, используемая в качестве рабочего эталона первого и второго разрядов.

В учебно-методическом плане материалы диссертации используют в учебных курсах, бакалаврских, дипломных работах и магистерских диссертациях студентов Московского государственного университета инженерной экологии, Алтайского государственного технического университета, в учебном пособии и двух методических указаниях.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на 11 международных, Всесоюзных и Всероссийских конференциях и семинарах, в том числе: II международной научно-практической конф. « Виртуальные и интеллектуальные системы»

Барнаул 2007); Всес. конф. «Приборы для экологии - 90» (Ужгород, 1990), X Всес. тепло-техн. школе (Тамбов, 1990), Всес. конф. «Аналитическое приборостроение и приборы для анализа жидких сред» (Тбилиси, 1989), Всес. конф. «Совершенствование аналитического контроля на предприятиях химической промышленности» (Новомосковск, 1987), «Аналитическое приборостроение» (Тбилиси, 1986), III Фрумкинский межд. симпозиуме по электрохимии «Автоматизация электрохимических и электроаналитических исследований» (Москва, 1985), Всес. конф. «Роботизация и автоматизация производственных процессов» (Барнаул, 1983), Всес. н.-тех. совещании «Аналитическое приборостроение. Методы и приборы для анализа жидких сред» (Тбилиси, 1980), Всес. конф. «Проблемы повышения качества химических волокон» (Калинин, 1979), Всес. конф. «Создание прогрессивного оборудования для производства синтетических волокон» (Чернигов, 1979).

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликована 31 работа, включая 8 статей в журналах, входящих в перечень ВАК, 5 авторских свидетельств и патентов РФ, а также учебно-методическое пособие с грифом УМО по политехническому университетскому образованию.

Личный вклад. В публикациях, подготовленных в соавторстве, основные идеи, основы теоретических и практических разработок принадлежат диссертанту. Единолично автором по теме диссертации опубликовано 13 работ.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы и приложений. Общий объём работы составляет 214 страниц, в том числе 104 рисунка и 22 таблиц. Список литературы включает в себя 152 наименований.

9. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены в промышленность и нашли применение при создании следующих лабораторных и промышленных кондуктометров, серийно выпускаемых Барнаульским ОКБА, ООО «Сибпромприбор-аналит»: лабораторный кондуктометр КЛ-2, КЛ-3, КЛ-4 и КЛ-С; переносной кондуктометр с автономным питанием КП-П; промышленные кондуктометры и концентратомеры КС-1; универсальные промышленные кондуктометры КС-1М; кондук-тометрическая поверочная установка КПУ-1, используемая в качестве рабочего эталона первого и второго разрядов.

Общий объём серийно выпущенных кондуктометров превышает 2000 экземпляров.

Принципы построения и проектирования кондуктометров, реализованные в технических решениях, защищены 5 авторскими свидетельствами и 1 патентом РФ.

Материалы диссертации используются в учебных курсах, бакалаврских, дипломных и магистерских работах студентов Московского государственного университета инженерной экологии, они изложены в 1 учебном пособии, имеющем гриф УМО

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Общим результатом работы является решение научной проблемы, которая имеет важное хозяйственное значение, заключающейся в совершенствовании методического обеспечения проектирования кондуктометров. На этой основе разработан и внедрён ряд серийно выпускаемых автоматических кондуктометров с повышенными метрологическими и эксплуатационными характеристиками, используемыми для контроля окружающей среды и технологических процессов и технические средств их метрологического обеспечения.

В рамках реализации этой научной проблемы были решены следующие научно-технические задачи и получены результаты.

1. Обобщены работы в области кондуктометрического анализа природной среды и технологических процессов. Отмечено что, для совершенствования кондуктометров необходимо использовать различные способы измерения и создания средств их метрологического обеспечения необходимо разработать методы определения параметров ПИП, влияющих на погрешность измерения.

2. Разработаны и экспериментально подтверждены методики определения параметров контактных и бесконтактных емкостных ПИП.

3. Получены аналитические выражения статических характеристик базовых структур низкочастотных контактных и бесконтактных кондуктометров с емкостными и трансформаторными ПИП с учётом факторов, влияющих на погрешность измерения, связанных с параметрами ПИП и видом питания измерительных цепей.

4. На основе статических характеристик получены аналитические выражения для систематических составляющих погрешности базовых структурных схем кондуктометров, обусловленных неинформативными параметрами ПИП и напряжения питания.

5. На основе анализа полученных выражений для систематических составляющих погрешности сформулированы критерии, использование которых позволяет существенно снизить влияние неинформативных параметров ПИП на результат измерения.

6. Исследованы электрофизические свойства ряда наиболее распространенных бинарных растворов, используемых в химической и смежных отраслей промышленности, установлен вид нелинейной зависимости между их концентрацией, УЭП и температурой этих растворов, что послужило основой для разработки универсальных промышленных анализаторов контроля качества продукции в этих отраслях.

7. Предложен и обоснован ПИП с расчётной величиной постоянной, что позволяет существенно расширить диапазон УЭП, в котором возможна поверка кондуктометров.

8. В результате получили развитие научно-методические основы проектирования кон-дуктометрических приборов контроля с использованием критерия достижения заданной систематической погрешности в требуемом диапазоне измерений.

1. Лопатин Б.А. Кондуктометрия. Новосибирск, 1964. - 280 с.

2. Грилихес М.С., Филановский Б.К. Контактная кондуктометрия. Теория и практика метода. Л.: Химия, 1980. - 176 с.

3. Лопатин Б.А. Теоретические основы электрохимических методов анализа. М.: Высшая школа, 1975. - 296 с.

4. Усиков C.B. Электрометрия жидкостей. Л.: Химия, 1974. - 78 с.

5. Бугров A.B. Высокочастотные емкостные преобразователи и приборы контроля качества. М.: Машиностроение, 1982. - 96 с.

6. Жуков Ю.П., Кулаков М.В. Высокочастотная безэлектродная кондуктометрия. Л.: Энергия, 1968. - 112 с.

7. Худякова Т.А., Крешков А.П. Кондуктометрический метод анализа. М.: Высшая школа, 1975.-207 с.

8. Худякова Т.А., Крешков А.П. Теория и практика кондуктометрического и хронокон-дуктометрического анализа. Л.: Химия, 1976. - 304 с.

9. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств. -M.: Машиностроение, 1983. 420 с.

10. Лопатин Б.А. Высокочастотное титрование с многозвенными ячейками. М.: Химия, 1980,- 156 с.

11. Андреев B.C. Кондуктометрические методы и приборы в биологии и медицине. М.: Медицина, 1973. - 296 с.

12. Рабинович Ф.М. Кондуктометрический метод дисперсионного анализа. Л.: Химия, 1970.-234 с.

13. Шауб Ю.Б. Кондуктометрия. Владивосток: Дальнаука, 1996. - 488 с.

14. Жуков Ю.П., Кулаков М.В., Левин А.Л. Кондуктометрические концентратомеры суспензий. М.: ГОСНИТИ, 1967. - 128 с.

15. Латышенко К.П. Физические методы неразрушаклцего контроля. М.: МГУИЭ, 2000. - 208 с.

16. Экспериментальные методы химии растворов: денсиметрия, вискозиметрия, кон-дуктометрия и другие методы/Под ред. A.M. Кутепова. М.: Наука, 1997. - 350 с.

17. Klug О, Lopatin В.A. New developments in conductmetric and oscillometric analysis, Amsterdam, 1988.-p.313

18. Вержбицкий Ф.Р. Высокочастотное титрование. Пермь: Пермский университет, 1978.-108 с.

19. Головин В.В. Импульсные измерительные преобразователи Канд.дисс. техн. наук. -М.: МГУИЭ, 1999.-125 с.

20. Латышенко К.П., Первухин Б.С. Микропроцессорные анализаторы жидкости.- М., МГУИЭ, 2010-216 с.

21. Латышенко К.П. Принципы построения и разработка амплитудных, частотных и импульсных кондуктометров для контроля природной среды и технологических процессов. Дисс.доктора, техн. наук. -М.: МГУИЭ, 2006. 237 с.

22. Систер В.Г., Котов C.B., Попов A.A. и др. Экоаналитические технологии. М.:V

23. ИРИДИУМ МЕДИА групп, 2004. 312 с.

24. ГОСТ Р ИСО 14001-98. Системы управления окружающей среды. Требования и руководство пор применению.

25. Кульский Л.А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. К.: Наукова думка, 1980. - 558 с.

26. Митчелл Дж., Смит Д. Акваметрия. М.: Химия, 1980. - 620 с.

27. Кричевский Е.С., Бензарь В.К. и др. Теория и практика экспрессного контроля влажности твёрдых и жидких материалов. -М.: Энергетика, 1980. 134 с.

28. Вода питьевая. Нормативные требования к качеству. СанПиН 2.1.4.1074-01. М.: Минздрав РФ, 2001.- 120 с.

29. Вода питьевая. Методы анализа. М.; Изд-во стандартов, 1994. - 226 с.

30. ГОСТ 27065-85. Качество вод. Термины и определения.

31. Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Контроль качества воды. М.: Стройиздат, 1977. -134 с.

32. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. СПб.: Эко-лого-информационный центр «Союз», 1998. - 852 с.

33. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Санитарные правила и нормы. СанПиН. 2.1.4.559-96.-М.: Минздрав РФ, 1996,- 134 с.

34. Кондрашкова Г.А. Технологические измерения и приборы в целлюлозно-бумажной промышленности. М.: Лесная промышленность, 1981. - 376 с.

35. Паписов В.К., Баранова В.В., Соколова A.A. Эффективность использования водных ресурсов на машиностроительных заводах. М.: Машиностроение, 1977. - 160 с.

36. Эванс Д., Матесиг М. Методы измерений в электрохимии. М.: Мир,1977. - 342 с.

37. Мухина Е.А. Физико-химические методы анализа. М.: Химия, 1995. - 246 с.

38. Раннев Г.Г., Тарасенко А.П. Методы и средства измерений. М.: Изд. центр «Академия», 2003. - 336 с.

39. Шауб Ю.Б. Кондуктометрия человека. Владивосток: «Дальнаука», 1995. - 196 с.

40. Латышенко К.П., Володин В.М., Умбетов У.М. Физические методы контроля. М. -Шымкент, ЮКГУ, 2006. - 176 с.

41. Заринский В.А., Ермаков В.И. Высокочастотный химический анализ. М.: Наука, 1970.-200 с.

42. Multiektctrodengeber und Mesumformer zur Erfassung der Electrolytischen Leitfahing. Messen + prufen/automfitic, 1976, № 10. s. 554 - 563.

43. Центовский B.M., Евгеньев М.И. и др. Кондуктометрический и кулонометрический методы анализа. Казань, 1982. - 64 с.

44. Козлов В.Р. Исследование и разработка контурных кондуктометрических преобразователей с емкостными бесконтактными ячейками. Дис.канд. техн. наук. М.: МИХМ,

45. Костенко C.B. Методика оптимального проектирования промышленных бесконтактных кондуктометров на примере концентратомера калийных удобрений. Дисс.канд. техн. наук. - М.: МИХМ, 1981. - 167 с.

46. Маркин Н.В. Исследование бесконтактного высокочастотного метода и разработка устройств контроля электропроводности электролита. Дисс.канд. техн. наук. М.: МИХМ, 1985.- 188 с.

47. Бухгольц В.П., Тисевич Э.Г. Емкостные преобразователи в системах автоматического контроля и управления. М.: Энергия, 1972. - 80 с.

48. Moron Z. Differential three-electrode measurement of electrolytic conductivity. «J. of Phyics E: Sience Instr.», 1981, № 14.-p. 686-688.

49. Rommel K. Leitfahigkeitsmessung einfach und präzis. «Labor Praxis», 1980, № 4.-s. 18-25.

50. Бриндли К. Измерительные преобразователи. Справочное пособие. М.: Энергоатом-издат, 1991. - 144 с.

51. Виглеб Г. Датчики. М.: Мир, 1989. - 196 с.

52. Герасимов Б.И. Проектирование аналитических приборов для контроля состава и свойств веществ. М.: Машиностроение, 1984. - 104 с.

53. Захаров М.М. Датчики электропроводности. М.: Наука, 1979. - 156 с.

54. Алейников А.Ф., Гридчин В.А., Цапенко М.П. Датчики (перспективные направления развития). Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001. - 176 с.

55. Фрайден Дж. Современные датчики. М.: Техносфера, 2005. - 592 с.

56. Методы и приборы экологического мониторинга/Под ред. Герасимова Б.И. Тамбов, ТГТУ, 1996,- 112 с.

57. Richards W.T., Loomis F.L. Proc. Nat. Acad. Sei. USA 1929,v. 15/ 587 593.

58. ГОСТ 22868-77. Растворы удельной электрической проводимости стандартные. Технические требования и методы испытаний.

59. ГОСТ 8.292-84. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений удельной электрической проводимости растворов электролитов в диапазоне МО"4-100 См/м.

60. ГОСТ 8.292- 84. Кондуктометры жидкости лабораторные. Методы и средства поверки, 1984.

61. ГОСТ 8.354-85 ГСИ Анализаторы жидкости кондуктометрические. Методы и средства поверки.

62. ГОСТ 8.457-2000 Государственная поверочная схема для средств измерения удельной электрической проводимости жидкостей.

63. Р 50.2.021-2002 Эталонные растворы удельной электрической проводимости. Методика приготовления и первичной поверки. 2002.

64. ГОСТ Р 8.709-2010. Кондуктометры жидкости лабораторные. Методика поверки.

65. ГОСТ Р 8.000-2000 Государственная система обеспечения единства измерений.

66. ГОСТ 26769-85. Анализаторы жидкости. Общие технические требования.

67. ГОСТ 27662-88. Анализаторы жидкости электрохимические. Общие технические требования.

68. ГОСТ 8.009-84 Нормированные метрологические характеристики средств измерений.

69. МИ 1317 86. ГСИ. Результаты и характеристики погрешности измерений. Формы представления. Способы использования при испытаниях образцов продукции.

70. ГОСТ 8.354 79 ГСИ. Анализаторы жидкости кондуктометрические. Методы и средства поверки.

71. Гриневич Ф.Б., Муджири Я.Н. и др. Государственный специальный эталон единицы удельной электрической проводимости растворов электролитов//Измерительная техника, №8.-с. 3.-4.

72. Латышенко К.П. Совершенствование низкочастотной контактной кондуктометрии. Труды МГАХМ. «Состояние и перспективы развития научных работ в химическом машиностроении». Вып. 1.-М.:МГАХМ. 1997.-е. 170-171.

73. Герасимов Б.И., Мищенко С.В., Смирнов В.Ю. и др. Современное состояние и перспективы развития высокочастотной бесконтактной кондуктометрии в промыш-ленности по производству минеральных удобрений. М.: НИИТЭХИМ, 1989. - 29 с.

74. Номенклатурный перечень приборов, разработанных ВНИИАТ, и выпускаемых заводами НПО «Аналитприбор». 1991 1992. - Тбилиси, ВНИИАТ, 1991. - 124 с.

75. Приборы химического контроля. Каталог. М.: Техноприбор, 2006. - 34 с.

76. Приборы и средства автоматизации. Каталог. Часть I. М.: Информприбор, 1990 - 184 с.

77. Каталог продукции «Сибпромприбор-аналит». Барнаул: Сибпромприбор, 2006. - 74 с.

78. Каталог приборов, выпускаемых Барнаульским ОКБА «Химавтоматика». Барнаул, ОКБА, 2005. - 68 с.

79. Приборы от производителя. Каталог. М.: Эконикс-эксперт, 2006. - 60 с.

80. Перечень приборов и оборудования. Каталог. М.: Эконикс, 2006. - 126 с.

81. Герасимов Б.И. Проектирование аналитических приборов для контроля состава и свойств веществ. М.: Машиностроение, 1984. - 104 с.

82. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. М.: Мир, 1993. - 590 с.

83. Розенсон Э.З., Теняков Е.И. Измерительные уравновешенные мосты постоянного тока. -Л.: Энергия, 1978.- 108 с.

84. Нестеренко А.Д. Основы расчёта электроизмерительных схем уравновешивания. К.: Изд-во АН УССР, 1960 - 716 с.

85. Ветров B.B. и др. Электронно-технические измерения при физико-химических исследованиях. Л.: Изд-во ЛГУ, 1979. - 272 с.

86. Лейтман М.Б., Мелик-Шахназаров A.M. Компенсационные измерительные преобразователи электрических величин. М.: Энергия, 1978. - 224 с.

87. Kedryna Z. Problemy metrologiczne w procesach wyznaczania konductywosci electrolitow. Studia i Materialy, 1978, № 15. - s. 5 - 19.

88. Juniewiez H., Kendrina Z., Klukewicz K. Aparatura do kontroli czystosci wody. Studia i Materialy, 1978, № 15. - s. 5 - 19.

89. A.c. № 935771 СССР. Устройство для измерения проводимости многокомпо-нентных сред/Идзиковский А.И., Будённый Г.Г., Рапопорт C.B. и др.//Б.И. № 4, 1982.

90. A.c. № 873093 СССР. Устройство для измерения электропроводности жидких сред/ Латышенко К.П., Тусунян Г.В., Будённый Г.Г. и др.//Б.И. № 38, 1981.

91. Klukewicz К. Wpluw pojemnosci doprowadzen sondu nap race konductometru. Studia i Materialy, 1978, № 15. - s. 5 - 19.

92. Brectovsky F., Jarnitzy C. Two-to-four electrode conversion module for conductometric measurements. Am. Ch. Soc., 1982, v. 52, №6.-p. 1012- 1023.

93. A.c. № 545934 СССР. Устройство для измерения проводимости жидкости/Белов В.В., Лапкин М.В., Романов Ю.Ф.//Б.И. № 2, 1977.

94. Первухин Б.С., Курочкин Г.В. Приборы и методы измерения электропроводящих свойств растворов и расплавов. В кн. «Аналитическое приборостроение. Методы и приборы для анализа жидких сред». Тбилиси, ВНИИАП, 1980. - с. 75 - 76.

95. Арзуманов Г.Е., Тарасова И.И., Фисак А.Л. Переносные кондуктометрические приборы для сельского хозяйства. Там же. с. 51 - 52.

96. Morin F. Conductimetrs de precision a quatre electrodes. J. Phys. E. Sei. Instr., 1984, v. 17, № 12.-p. 1224- 1226.

97. Mucick F. Mostee do pomirow konduktometrycznych, Studia i Materialy, 1978, № 15, s. 47

98. Первухин Б.С. Универсальные прецизионные лабораторные кондуктометры на базе микропроцессорной техники. Дисс.канд. техн. наук . -М.: МИХМ, 1988. 192 с.

99. A.c. № 140493 СССР. Устройство для измерения электрического сопротивления электролитов/Лазарев В.Д.//Б.И. № 4, 1961.

100. Shedlosky Т. A conductivity cell for eliminating electrode effects in measurements of electrolytic conductance. J.Am.Chem.Soc. 1930, № 52. p. 1806 - 1811.

101. A.c. № 987495 СССР. Устройство для измерения электропроводности жидких сред/Шпилевой Л.В., Демченко П.Д., Воробьёв В.И.//Б.И. № 15, 1983.

102. A.c. № 619842 СССР. Устройство для измерения электропроводности/Ловцев В.И., Чашечкин Ю.Д., Некрасов В.Н.//Б.И. № 3, 1978.

103. A.c. № 184511 СССР. Устройство для измерения электропроводности жидких сред/Баженов В.М., Рашевский А.П., Шишкин В.А.//Б.И. № 7, 1966.

104. A.c. № 133258 СССР. Устройство для измерения электропроводности растворов/Гусев Н.И., Сентюрин И.Г.//Б.И. № 6, 1960.

105. Леви Л.И., Китаев Я.А., Григорян С.А. Приборы для кондуктометрического титро-вания//Заводская лаборатория, 1977, № 6. с. 659 - 660.

106. Moron Z. Nowy uklad konductometru wspolacujacego z dwuelektrodowa sonda pomirowa. Studia I Materialy, 1978, № 15. - s. 37 - 46.

107. A.c. № 859960 СССР. Устройство для измерения электропроводности раство-ров./Туренко В.В.//Б.И. № 15, 1981.

108. Bieszk Н., Czarneck М. Conductometr wilokanalowy padan dunamiki aparatow kolum-nawych. Pomiary, Aytomatica, Kontroaf, 1981, 27, № 9, 10. - s. 281 - 282.

109. A.c. № 824004 СССР. Кондуктометр периодического сравнения/Матвеев В.А., Данилов Ю.С.//Б.И. № 12,1981.

110. A.c. № 928215 СССР. Устройство для измерения потоков жидкостей/Хажуев В.Н.,

111. Плошинский В.А., Пономарёв А.А.//Б.И. № 5, 1982.

112. Козлов В.Р., Кораблёв И.В., Латышенко К.П. Анализ мостовых и контурных схем кондуктометрических преобразователей. Тез. докл. Всес. н.-т. совещания «Аналитическое приборостроение». Тбилиси, ВНИИАП, 1980. - с.73 - 74.

113. Эме Ф. Диэлектрические измерения. М.: Химия, 1967. - 224 с.

114. Герасимов Б.И., Мищенко С.В., Смирнов В.Ю. и др. Современное состояние и перспективы развития высокочастотной бесконтактной кондуктометрии в промыш-ленности по производству минеральных удобрений. М.: НИИТЭХИМ, 1989. - 29 с.

115. Электрические измерения неэлектрических величин/Под ред. П.В.Новицкого. Л.: Энергия, 1975.-576 с.

116. Кавтарадзе А.И., Кораблёв И.В., Латышенко К.П. Частотные контактные кондуктометры для контроля жидких сред. Там же. с. 209 - 210.

117. Кавтарадзе А.И., Латышенко К.П. Частотные кондуктометры (моделирование и разработка). Сб. н. тр. «Системы и средства автоматизации потенциально опасных производств». СПб: СПбТИ, 1993. - с. 47 - 51.

118. Измайлов И.А. Электрохимия растворов. М.: Химия, 1976. - 488 с.

119. Герасимов Б.И. Проектирование аналитических приборов для контроля состава исвойств веществ. М.: Машиностроение, 1984. - 104 с.

120. Первухин Б. С. Определение параметров контактных первичных преобразователей кондуктометров.//Измерительная техника-2008-№3-С

121. Первухин Б.С. Определение влияющих параметров первичных преобразователей на интеллектуальные кондуктометрические анализаторы жидкости. /Первухин Б. С., Щастливцев И.А.// Ползуновский альманах-2007, № 3. С.74 - 76.

122. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники.- М.: Высшая школа, 1978.-527 с.

123. Казаков A.B., Бугров A.B., Дудкин Н.И. и др. Математическое моделирование и оптимальное проектирование бесконтактных кондуктометров//Приборы и системы управления, 1976, № 11. с. 26 - 28.

124. Тен В.В. Высокочастотный широкодиапазонный микропроцессорный кондуктометр с емкостно-индуктивным преобразовательным элементом. Дисс.канд. техн. наук. - М.: МИХМ, 1984.- 158 с.

125. Первухин Б.С. Определение параметров емкостных первичных преобразователей кондуктометров.//Измерительная техника-2009-№3-С.62-64

126. Андреев B.C., Романов Ю.Р. Расширение рабочего диапазона индуктивных кондук-тометрических преобразователей//Измерительная техника, 1971, № 9. с. 76

127. Первухин Б.С. Моделирование трансформаторных кондуктометров основанных нме-тоде прямого измерения./ Первухин Б.С., Латышенко К.П., Фатеев Д.Е.// Приборы-2009-№ 6.-С.38-42.

128. Первухин Б.С. Моделирование многообмоточных трансформаторных кондуктометров. / Первухин Б.С., Латышенко К.П., Фатеев Д.Е.// Приборы-2010-№ 1. С. 49 - 55.

129. Латышенко К.П., Тусунян Г.В., Козлов В.Р. Двухкомпонентный кондуктометриче-ский концентратомер. М.: Сб. н. тр. «Химическое машиностроение», вып. XI, 1980. - с. 169.

130. Лопатин Б.А., Границкая Л.А. Применение RL-генераторов в качестве частотных кондуктометрических преобразователей.//Измерительная техника, № 5, 1967. с. 57 - 61.

131. Бондаренко В.Г. .КС-генераторы синусоидальных колебаний. М.: Связь, 1976. -208 с.

132. Аналоговые и цифровые интегральные схемы/Под ред. C.B. Якубовского. М.: Советское радио, 1984. - 335 с.

133. Бондаренко В.Г. ДС-генераторы синусоидальных колебаний. М.: Связь, 1976. -208 с.

134. Алексенко А.Г. Микросхемотехника. М.: Радио и связь, 1990. - 496 с.

135. Кавтарадзе А.И., Латышенко К.П., Хмелинская Н.В. Автоматические частотные кондуктометры. Тез. VIII Межд. симпозиума «Техника экологически чистых производств в XXI веке». М.: МГУИЭ, 2004. - с. 218 - 220.

136. Гондельберг Л.М. Импульсные устройства. М.: Радио и связь, 1981. - 168 с.

137. Зельдин Е.А. Импульсные устройства на микросхемах. М.: Радио и связь, 1981. — 160 с.

138. Арш Э.И. Автогенераторные методы и средства измерений. М.: Машиностроение, 1979.- 162 с.

139. Арш Э.И. Автогенераторные измерения. М.: Машиностроение, 1976. - 176 с.

140. Курочкин Б.В., Первухин Б.С. Влияние формы переменного тока на погрешность из-мерения удельной электрической проводимости жидкости//Метрология, 1982. с. 58 -6

141. Первухин Б.С. Проектирование контактных кондуктометров с использованием в качестве критерия оптимизации заданной систематической погрешности. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -2011. №2- С.41 44.

142. Рашевский А.П., Первухин Б.С., Новосёлов В.И. Применение кондуктометрии для контроля качества и управления технологическими процессами Сб. «Автоматизация химических производств». - М., 1979, № 5. - с. 46 -48.

143. Первухин Б.С. Универсальные кондуктометрические анализаторы технологических растворов.// Приборы-2010-№ 2. С. 57 - 60.

144. A.c. 705319 СССР. Устройство для измерения электропроводности жидких сред/Первухин Б.С., Мациевский В.А., Рашевский А.П.//Б.И.№ 14, 1979.

145. A.c. № 1221569 СССР. Устройство для измерения электропроводности жидкости/Первухин Б.С., Ериванова Л.П.//БИ. № 13, 1985

146. Митчелл Дж., Смит Д. Акваметрия. М.: Химия, 1980. - 520 с.

147. Новицкий П.В. Основы информационной теории измерительных устройств. М.: Энергия, 1968.-248 с.

148. Кораблев И.В. Использование статистических методов при проектировании и оптимизации эксплуатационных режимов аналитических приборов. М.: ЦНИИТЭ-Нефтехим, 1983.-78 с.

149. ГОСТ 12007-84 Изделия ГСП. Общие технические условия.