3.9.Блок потенциометрических измерений (Блок пи)

Предназначен для мониторинговых измерений основных гидрохимических параметров воды в открытых водоемах природного и искусственного происхождения, как на поверхности, так и на глубине. Рабочее положение измерительного блока – вертикальное. История создания зондов в России для гидрохимических измерений непосредственно в водных объектах связана с работами сотрудников ИГЕМ РАН (Москва), ИЭМ РАН (Черноголовка), Научно-производственного центра «ПАЛС» (Самара), Корпорация «ТВЭЛ» и ООО «ЭДС-эксперт» (Черноголовка). Этими организациями разработан метод гидрогеохимического каротажа и различные модификации гидрогеохимических зондов для каратожа. Учитывая опыт этих организаций Университет «Дубна» заказал ООО «ЭДС-эксперт» изготовление блока потенциометрических измерений в виде зонда гидрохимических измерений.

Блок ПИ состоит из:

1. Измерительного блока, расположенного в прочном, защищенном, герметичном корпусе цилиндрическом корпусе, выполненного из коррозионностойкого сплава (ВТ8). Диаметр 65 мм, высота 400 мм. Внутри корпуса расположены электрохимические сенсоры и электроника. Потребляемая мощность 3-5 W, в зависимости от длины соединительного кабеля. Температура среды от 0 ^оС до +50 ^оС, глубина погружения до 30 м. Рабочее положение измерительного блока – вертикальное.

2. Приемное устройство с источником питания и каналами связи с измерительным блоком и РС. Потребляемая мощность 10-12W, в зависимости от длины соединительного кабеля. Размещается в помещении, приспособленном для работы персонального компьютера.

3. Соединительный кабель двух и более проводной, длиной до 2000 м. Параметры соединительного кабеля выбираются и поставляются Заказчиком.

Основные измеряемые Блоком ПИ параметры приведены в таблице 1.

Таблица 1. Параметры измеряемые блоком потенциометрических измерений

Измеряемый параметр, тип датчика	Диапазон измеряемой величины	Точ-ность	Чувст-вительность
Температура. Резистивный датчик (1000 Ом)	0-50 оС	±0,1	0,05
Удельная электропроводность (соленость). Четырехэлектродный плоский, открытый датчик.	5*10-2 - 10-3 См/м	3%
Концентрация растворенного кислорода. Датчик Кларка.	Мг/Л
рН. Стеклянный электрод.	0-12	0,1	0,02
pNa. Стеклянный электрод.	1-6	0,1	0,05
Eh. RedOx потенциал. Ti-стекло.	-600- +600 мВ	1,0
pCl. Ag/AgCl твердотельный.
Аммиачный электрод, мембранный	10-6- 1,0 М	0,1
Нитратный электрод, мембранный	7*10-6 – 1,0 М	0,1
Электрод сравнения. Ag/AgCl, 3M KCl. Скорость истечения внутреннего раствора 10-4см3/час.		±0,1 мВ.

В измерительном блоке возможна установка 8 потенциометрических датчиков, набор которых определяется заказчиком. На рисунке 10 представлен общий вид блока с основными габаритными размерами, которые могут измениться только в сторону уменьшения длины и, может быть, небольшого увеличения диаметра. В модуле 12 отверстий: одно для датчика электропроводности, второе для датчика растворенного кислорода и третье для датчика температуры. Оставшиеся 9 отверстий предназначены для ион селективных электродов. Материал корпуса - сплав ВТ8 на основе титана.

В настоящее время для практических потенциометрических измерений, используемых в разных областях науки и техники, широко применяются гальванические цепи «с переносом», включающие электрод сравнения (ЭС). Обычно в качестве электрода сравнения используется электрод второго рода Ag/AgCl, KCl 3М или насыщенный

Ранее для такого рода полевых и лабораторных исследований был разработан сильфонный ЭС. Для обеспечения истечения внутренний раствор заливался в предварительно растянутый эластичный сильфон из фторопласта.

В результате, внутренний раствор находился под небольшим избыточным давлением независимо от гидростатического давления измеряемой среды. Одной заправки электрода хватало на несколько часов (до 1-2 суток) в зависимости от условий эксплуатации, в основном от температуры. Чем выше температура, тем быстрее истечение прекращалось. В научной литературе и каталогах промышленных изделий отсутствует информация об ЭС, способных работать “in situ” по классической схеме (с истечением) при относительно высоких (до 1500 бар) давлениях и температурах (до 150^oC).

Рис 10. Конструкция корпуса блока потенциометрических измерений