SU1567960A1 - Device for measuring ph at high pressures and temperature - Google Patents

Abstract

Translated fromRussian

Изобретение относитс  к области физико-химических методов исследований водных растворов электролитов и может быть использовано при изучении свойств водного теплоносител , корректированного разными методами, и процессов коррозии металла энергетических установок при высоких параметрах среды, а также геологии при изучении подземных вод в гидрологии. Целью изобретени   вл етс  увеличение точности измерени  PH при высоких давлени х и температуре. Поставленна  цель достигаетс  путем снабжени  симметричной измер ющей пары электродов 10 и 11 второй парой аналогичных электродов 9 индикаторного и сравнени  8, расположенных в эталонной герметичной камере 1 на изолирующей перегородке 6, при этом камера снабжена тонкостенным сильфоном 4 и заполнена раствором с известным ионным составом, а измер юща  пара электродов 10 и 11 расположена в цилиндрическом кожухе 13, имеющем с одной стороны кольцевой зазор дл  проникновени  измерительного раствора. Така  конструкци  позвол ет исключить вли ни  температур и давлени  на стандартный потенциал в уравнение Нернста и увеличить точность измерени  PH, исключив неконтролируемую зависимость этого параметрии от изменени  внешних условий при расчетах. 1 ил.The invention relates to the field of physicochemical methods for studying aqueous solutions of electrolytes and can be used to study the properties of the water coolant, corrected by various methods, and the processes of metal corrosion in power plants with high environmental parameters, as well as geology when studying groundwater in hydrology. The aim of the invention is to increase the accuracy of measuring PH at high pressures and temperatures. The goal is achieved by supplying a symmetric measuring pair of electrodes 10 and 11 with a second pair of similar indicator and comparison electrodes 9 located in a reference sealed chamber 1 on an insulating partition 6, while the chamber is equipped with a thin-walled bellows 4 and is filled with a solution with a known ionic composition, and The measuring pair of electrodes 10 and 11 is located in a cylindrical housing 13, which has an annular gap on one side for the penetration of the measuring solution. This design eliminates the influence of temperature and pressure on the standard potential in the Nernst equation and increases the accuracy of the PH measurement, eliminating the uncontrolled dependence of this parameter on the change in external conditions in the calculations. 1 il.

Description

Translated fromRussian

Изобретение относитс  к физико- химическим методам исследовани  водных растворов электролитов при изучении свойств водного теплоносител  электростанции, корректированного разными методами, и процессов коррозии металла энергетических установок при высоких параметрах среды, а такж в геологии при изучении подземных вод и в гидрологии.The invention relates to physicochemical methods for studying aqueous solutions of electrolytes in the study of the properties of the water coolant of a power plant, corrected by various methods, and processes of metal corrosion in power plants at high environmental parameters, as well as in geology in the study of groundwater and in hydrology.

Цель изобретени  увеличение точ ности измерени  рН.The purpose of the invention is to increase the accuracy of pH measurement.

На чертеже представлен пример выполнени  предложенного устройства.The drawing shows an example of the implementation of the proposed device.

Корпус устройства состоит из трех частей. Верхн   часть 1 имеет отверстие , закрытое резьбовой пробкой 2 с уплотнением 3, Отверстие служит дл  заполнени  внутреннего объема эталонным раствором, например (NaOH), при помощи медицинского шприца . Средн   часть - сильфом 4 - приварен к верхней 1 ir нижней 5 части корпуса. Нижн   часть корпуса 5 запираетс  изол тором. 6 при помощи накидной гайки 7 и конической шайбы, составленной из двух половин. Герметизаци  внутреннего объема устройства достигаетс  организацией между изол тором 6 и нижней частью корпуса 5 контактной пары типа сфера по конусу . Внутренние 8, 9 и наружные электроды 10 и 11, изготовленные по известной технологии из хлористого серебра и паллади , припаиваютс  золотом к платиновым проволочкам 12, впеченным в изол тор 6 (из окиси алюмини ), запирающим корпус 5 гайкой 7 и конической шайбой 13.The case of the device consists of three parts. The upper part 1 has an opening closed by a threaded plug 2 with a seal 3. The opening serves to fill the internal volume with a standard solution, for example (NaOH), using a medical syringe. The middle part - with a sylph 4 - is welded to the upper 1 ir lower 5 parts of the body. The lower part of the housing 5 is locked by an insulator. 6 with a cap nut 7 and a conical washer composed of two halves. The sealing of the internal volume of the device is achieved by arranging a spherical cone-type contact pair between the insulator 6 and the lower part of the body 5. The inner 8, 9 and outer electrodes 10 and 11, made according to the known technology of silver chloride and palladium, are soldered with gold to platinum wires 12 embedded in the insulator 6 (aluminum oxide), which locks the case 5 with a nut 7 and a conical washer 13.

Устройство помещаетс  в изучаемую среду. При этом выступ изол тора, снабженный никелевой шайбой, зажимаес  между корпусом экспериментальной (или промышленной) установки 14 шай- бой 15 шпильками с гайками 16. Разности потенциалов ДЕ и ДЕ могут быть замерены электронным милливольтметром с входным сопротивлением не менее 10 кОм.The device is placed in the study environment. In this case, the protrusion of the insulator, equipped with a nickel washer, is clamped between the case of the experimental (or industrial) installation 14 with a washer and 15 studs with nuts 16. The potential difference between DE and DE can be measured with an electronic millivoltmeter with an input resistance of at least 10 kΩ.

Работоспособность устройства определ етс  работоспособностью электро-The operability of the device is determined by the operability of the electrical

10ten

5five

00

5five

.,.

00

5five

00

00

дов, в данном случае палладиевого электрода, сохран ющего водородную функцию до р 600 MJla и t 300°C.Dov, in this case, a palladium electrode, preserving the hydrogen function up to p 600 MJla and t 300 ° C.

При проведении испытаний устройства в корпус заливали чистую (деаэрированную , химобессоленную) воду (pHQ 7,0,,1 мкСм/см), а в качестве анализируемого раствора использовали растворы с различной концентрацией NaOH, дл  которых известна константа диссоциации при параметрах исследовани  и известна зависимость рН от температуры и давлени .When testing the device, pure (deaerated, chemisalt-free) water (pHQ 7.0, 1 μS / cm) was poured into the housing, and solutions with different concentrations of NaOH, for which the known dissociation constant was used for the test parameters and the dependence pH on temperature and pressure.

Отклонение замеренных величин рН от расчетных не превышало +15-20 мВ. В случае же одинаковых конных составов измер емого раствора и эталонного ДЕ равн лась нулю,The deviation of the measured pH values from the calculated values did not exceed + 15-20 mV. In the case of the same equestrian compositions of the measured solution and the reference DE was equal to zero,

Таким обратом, значение точного значени  гкпшсимости рН от температуры и давлени  дл  эталонного раствора позвол ет измер ть рН неизвестного раствора при высоких давлени х и температуры с точностью до 0,01 рН и выше , в зависимости от электрических помех, вызываемых электронной измерительной аппаратурой, примен емой в таких экстремальных услови х.In this way, the exact value of pH versus temperature and pressure for a reference solution allows the pH of an unknown solution to be measured at high pressures and temperatures with an accuracy of 0.01 and higher, depending on the electrical interference caused by electronic measuring equipment. under such extreme conditions.

Claims (1)

Translated fromRussian

Формула изобретени Invention FormulaУстройство дл  измерени  рН при высоких давлени х и температуре, содержащее корпус и расположенные в нем твердотельный индикаторный электрод и электрод сравнени , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  точности измерени , оно снабжено симметричной второй парой аналогичных электродов, расположенных в эталонной герметичной камере на изолирующей перегородке, при этом камера снабжена тонкостенным сильфо- ном и заполнена раствором с известным ионным составом, а втора  пара электродов расположена в цилиндрическом кожухе, имеющем с одной стороны кольцевой зазор дл  проникновени  анализируемого раствора.A device for measuring pH at high pressures and temperatures, comprising a housing and a solid-state indicator electrode and a comparison electrode located therein, characterized in that, in order to increase measurement accuracy, it is equipped with a symmetric second pair of similar electrodes located in a reference sealed chamber on an insulating at the same time, the chamber is equipped with a thin-walled sylphon and is filled with a solution with a known ionic composition, and the second pair of electrodes is located in a cylindrical casing having Second side annular gap for penetration of the sample solution.