Определение метрологических характеристик бесконтактного кондуктометрического концентратомера типа КНЧ-1М (1093435), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Соответственно сопротивление компенсационного контура опреде­ляется выражением

(2), причем R_t = R_t(t) .

При этом вид функции R_t(t) определяется типом используемого терморезистора.

Из выражения (2) получаем:

В этом случае расчетное условие температурной компенсации имеет вид

(3)

В уравнении (3) неизвестны R₁ и R_ш. Значения t₁, t₂ и β задаются условиями работы прибора и свойствами раствора. При этом считается, что температурный коэффициент электропроводности раствора β остается постоянным при температуре от t₁ до t₂.

Для определения R₁ и R_ш используем уравнение (I) при концентрации, соответствующей верхнему пределу измерения и температуре t₁:

(4)

Решая совместно (2) и (4), получаем выражение для R₁ :

(5)

Далее используя выражение (5), из уравнения (3) получаем выражение для R_ш :

(6)

Определим значение R_kt для C_max и t, т.е. для R_жt^min. В этом случае U_k = U_k^max и R_kt определяется формулой

Используя эту формулу, из выражения (6) определяем R_ш .

Затем, подставив R_ш в (2), получаем значение R₁ .

Блок-схема алгоритма расчета представлена на рис.6.

Рис.6. Блок-схема алгоритма расчета

II. Приборы и оборудование для проведения работы

1. Комплект концентратомера кондуктометрического бесконтакт­ного типа КНЧ -1М-6УЗ (датчик погружного типа, переходная коробка, блок питания и регистрирующий прибор типа КСДЗ); диапазон измере­ния концентрации от 7 до 26% NaCl; предел допускаемого значе­ния основной приведенной погрешности прибора, отнесенный к конеч­ному значению шкалы, составляет 4%.

2. Магазины сопротивлений класса точности 0,05.

3. Бак для анализируемой среды с мешалкой.

4. Кондуктометр лабораторный типа КЛ-2 "Импульс". Прибор имеет шесть поддиапазонов 0-1 мСм/м; 1-10 мСм/м; 10-100 мСм/м; 0-1 См/м; 1-10 См/м; 10-150 См/м; предел основной относительной погрешности +- 0,25 %.

5. Ультра-термостат типа U -10.

Общий вид лабораторной установки представлен на рис.7.

Датчик 1 прибора КНЧ-1М-УЗ установлен на кронштейне 13 и опу­щен в бак 6 с мешалкой 8 и вентилем 11 для слива анализируемой пробы. В верхней части бака установлен электропривод 7 мешалки, подключение которого к сети осуществляется выключателем 9.

Датчик 1 через переходную коробку 10 соединен с регистрирующим прибором 2 и блоком питания 3, смонтированными на лицевой панели щита 4 (крышка блока питания на рис.7 не показана). На внеш­ней панели щита 4 установлены также магазины сопротивлений 5.

III. Задание для самостоятельной подготовки к выполнению лабораторной работы

1. Изучить принцип действия бесконтактных низкочастотных кондуктометрических концентратомеров.

2. Провести расчет термокомпенсационной цепочки кондуктометрического концентратомера по заданию преподавателя.

3. Начертить схему лабораторной установки и подготовить табл.3,4 отчета по работе.

IV. Порядок выполнения работы

Проверка основной приведенной погрешности и определение реальной градуировочной характеристики комплекта бесконтактного кондуктометрического концентратомера производится путем использования имитатора сопротивления жидкостного витка и применения водных растворов NaCl, ЭП которых измеряется с помощью лабораторного кондуктометра типа КЛ-2 "Импульс".

Общий вид лабораторной установки

Использование имитатора сопротивления

1. Снять кожух с клеммника датчика (см. рис.4) и через внутренее отверстие чувствительного элемента продеть провод сечением менее 1,5 мм² и длиной не более 1м, и подсоединить к нему магазин сопротивлений, имитирующий сопротивление жидкостного витка.

2. К клеммам 21 и 22 клеммника датчика подключить второй магазин, имитирующий сопротивление терморезистора, и снять перемычку с клеммы 20.

3. Тумблер блока питания 3 (см. рис .7) установить в положение КОНТРОЛЬ, включить прибор и прогреть его в течение 20 мин. При этом стрелка регистрирующего прибора должна выйти на показание шкалы, обозначенное "▼". Если стрелка смещена, выставить ее в это положение при помощи потенциометра НУЛЬ регистрирующего прибора.

4. Выставить на магазине сопротивления, имитирующем сопротивление терморезистора (по заданию преподавателя), значение сопротивления при градуировочной температуре приведенные в табл.1.

Таблица 1

Температура раствора, °С	0	15	30
Сопротивление терморезистора, Ом	109.86	66.32	41,37

5. Вычислить значения сопротивлении жидкостного витка, соот­ветствующие концентрациям 20,50 и 80% диапазона измерения при градуировочной температуре по формуле R = К/χ₀ где R - значение сопротивления жидкостного витка, Ом; К = 51 К - электролитическая постоянная датчика, м^-1; χ₀ - значение удельной ЭП анализируемого раствора, соответствующее 20, 50 и 80% диапазона измерения, приведенные в табл.2, См/м.

6. Установить тумблер блока питания в положение ВКЛ, выставите на магазине сопротивлений, имитирующем сопротивление жидкостного витка, поочередно вычисленные значения сопротивления R.

Таблица 2

% шкалы	Концентрация анализируемого раствора, %	Удельная ЭП анализируемого раствора в См/м при температурах
		0°С	+15°С	+30°С
0	7	5,7	8,5	11,35
20	11	8,6	12,6	16,7
50	17	11,5	17,0	22,6
80	22	12,9	19,45	26,0
100	26	13,52	20,55	27,6

7. Определить значения основной погрешности, приведенной к конечному значению шкалы прибора, при прямом и обратном ходе, занести эти результаты в табл.3 отчета по работе и сделать вывод о работоспособности прибора.

Использование растворов

1. Залить в бак 6 (см. рис.6) анализируемый раствор с концен­трацией NaCl , соответствующей нижнему пределу измерения (см. табл.2), и включить тумблером 9 электропривод мешалки. Включить прибор и прогреть его в течение 20 мин. Провести отсчет показаний по шкале региcтрирующего прибора и занести это значение в табл. 4 отчета по работе.

2. Выключить электропривод мешалки и отобрать из бака пробу анализируемого вещества объемом 500 см³, открыв вентиль 11.

3. Включить лабораторный кондуктометр KЛ-2 "Импульс", нажав кнопку СЕТЬ, и прогреть прибор в течение 15 мин. Промыть измери­тельную ячейку лабораторного кондуктометра анализируемой жид­костью не менее трех раз.

4. Залить анализируемую пробу в ячейку и поместить в термо­стат, который должен быть предварительно включен и отрегулирован для поддержания заданной температуры. После выдерживания измери­тельной ячейки лабораторного кондуктометра в термостате в течение 15 мин нажать кнопку ИЗМЕРЕНИЕ.

5. Нажать кнопку "1-10 См/м" переключателя выбора поддиапазона измерения лабораторного кондуктометра. Если показания выходят за пределы выбранного поддиапазона измерения, необходимо нажать кнопку "10-150 См/м" или "0,1-1 См/м", соответственно.

6. Отсчет показаний по цифровому индикатору лабораторного кон­дуктометра произвести после достижения термического равновесия между термостатирующей жидкостью и анализируемой пробой в измери­тельной ячейке. Показателем термического равновесия является по­стоянство показаний прибора в течение 1 мин и более.

7. Для исключения влияния возможной разницы в составе пробы провести операции по пунктам 4 - 6 не менее семи раз и результат измерения удельной ЭП определить как среднее арифметическое по последним пяти измерениям.

8. Провести операции по пунктам 1-7 для водных растворов NaCl с концентрацией в соответствии с табл.2. Результаты всех измерений занести в табл.4 отчета по работе.

9. Определить значение основной приведенной погрешности в за­данных точках шкалы КНЧ-1М, построить график его градуировочной характеристики в сделать вывод о работоспособности прибора.

V. Отчет по работе

Отчет по работе должен содержать схему лабораторной установки (рис.7), программу и результаты расчета основных параметров цепи термокомпенсации, график градуировочной характеристики промышлен­ного прибора, таблицы экспериментальных и расчетных данных, выпол­ненные по следующей форме:

Таблица 3

% шкалы	Концентрация анализируемого раствора, %	R, Ом	Показания КНЧ-1М, %	Абсолют­ная пог­решность, %	Приведен­ная погрешность, %
20	11
50	17
80	22

Таблица 4

№ п/п	Характеристики анализируемой среды		Показания прибора КНЧ-1М, %	Абсолютная погрешность, %	Приведенная погрешность, %
	Концен­трация, %	Удельная ЭЦ , См/м
1 2 3 4 5

Контрольные вопросы

1. В чем заключается принцип действия бесконтактных низкочас­тотных кондуктометрических концентратомеров?

2. При выполнении каких условий возможна термокомпенсация в приборах рассматриваемого типа?

3. Каков порядок расчета цепи термокомпенсации?

Литература

1. Кулаков М.В. Технологические изменения и приборы для химических производств. М.: Машиностроение, 1983. 424 с.

2. Иванова Г.М., Кузнецов Н.Д., Чистяков B.C. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергоатомиздат, 1984. 230 с.

Общие указания по технике безопасности

Лица, впервые приступающие к выполнению лабораторной работы, должны пройти инструктаж по технике безопасности при работе с электроустановками. Инструктаж проводит ведущий лабораторией.

Включение и выключение аппаратуры лабораторной установки дол­жно производиться только под контролем преподавателя или персонала лаборатории.

14

Характеристики

Список файлов лабораторной работы