167038. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés lúgos oldatok és/vagy zagyok, főleg alumíniumlúgok és/vagy zagyok koncentrációjának automatikus és folyamatos mérésére
3 167038 4 zagy vezetőképességét, míg az A12 0 3 meghatározása céljából egy 60-300 g/l sz Na2 0-t tartalmazó lúg vagy zagy vezetőképességét vesszük. Amennyiben a mérendő lúg vagy zagy koncentrációja a fenti tartományokba esik, úgy a mérés közvetlenül történhet, ellenkező esetben viszont megfelelően hígítanunk kell a lúgot vagy zagyot. A gyakorlatban (legalábbis a timföldgyártásban) az alumínátlúg vagy zagy koncentrációja a 60-300 g/l-es tartományba esik, így a vett minta vezetőképességének mérésével az A12 0 3 tartalmat közvetlenül határozhatjuk meg. míg az sz Na2 0 tartalom meghatározására azt hígítani kell. Ez történhet párhuzamos mintavétellel és mérőfejekkel, vagy úgy, hogy a vett mintát pontosan beállított lökettérfogatú szivattyú segítségével a szükségesnek megfelelően hol hígítjuk, hol pedig enélkül továbbítjuk bele a lúgot vagy zagyot a mérőfejbe. A találmány értelmében a vezetőképesség mérést nem induktív mérőcella, hanem kapacitív mérőcella segítségével végezzük, így nemcsak pontosabb mérés válik lehetővé egy az ismert megoldásoktól eltérő koncentráció tartományban (az ismert megoldásoknál a méréstartomány 50-65 g/l Kauszt, Na2 0 volt), hanem zagyok is mérhetőkké válnak, amire pl. a timföldgyártásban szükség van. A kapacitás cellás nagy frekvenciás mérőberendezés külső elektromos behatásoktól való megvédéséről a kifolyás és befolyás helyén való földeléssel védekezünk. A mérés pontosságát a karbonát Na2 0 zavaró hatásának kiküszöbölésével többféleképpen befolyásolhatjuk. Az 1-50 g/l sz Na2 0 tartományon belül a konkrét méréstartományt célszerű kísérletileg meghatározni oly módon, hogy a A 3£ Na2 0 érték O körül legyen. Ez többnyire a 20 g/l sz Na2 0 tartomány körül lesz. Lehet azonban az előbb említett O pontot adalékanyagokkal is befolyásolni pl. polihidroxidos komplexképző (pl. tartarát) adagolásával. Ez esetben a higítófolyadékkal együtt juttathatjuk az adalékot a rendszerbe. Végül csökkenthetjük a karbonát Na2 0 zavaró hatását az alumínátlúg oly hőfokra való (pl. 35 C°-ra) hűtésével, ahol a karbonát Na2 O egy része kiválik. Ami magát a mérőberendezést illeti, úgy a vezetőképességváltozás követése elektródmentesen, nagyfrekvenciás mérőműszerrel van megoldva, oly módon, hogy a speciálisan kiképzett kapacitív mérőcella nagyfrekvenciás tápforrásra van kapcsolva, majd a mérőcella adatainak változása valamilyen módon — vagy a mérőcella rezgőkörre való kapcsolásánál a rezgőkör adatainak változásán keresztül, vagy nagyfrekvenciás mérőhíd esetén a mérőcella adatai közvetlen mérésen keresztül regisztrálva van. A vázolt mérési elv megvalósítható pl. a Pungor-B. Nagy-Szabó-féle (a 155 147 lajstromszámú magyar szabadalomban leírt) nagyfrekvenciás mérőberendezéssel, illetve ennek megfelelő módosításával oly módon, hogy a mérőrendszer, az előbbiekben vázolt koncentráción kívül más paraméterek változását (pl. hőmérséklet) ne érezze. E célból a mérőcella hőmérsékleti együtthatóját néhány C° intervallumban termisztorral korrigálhatjuk a műszer hidba kapcsolása mellett. Az 1. és 2. ábrák a mérőberendezés közelebbi bemutatására szolgálnak. A nagyfrekvenciás mérőberendezés fémdobozba van zárva oly módon, hogy a tápfeszültség bevitele és mérőjel kivezetése 1—2 mF-os 5 átvezető kondenzátorokon történik. Az oszcillátor ilyen módon külső elektromos zavarásoktól védve 0 van A mérőcella kialakításánál ugyancsak biztosított, hogy külső elektromos zavarásoktól el legyen szigetelve. Ugyanakkor biztosítani kellett, hogy a mérő- és szórt kapacitás aránya kb. 0,1 3 érték körül legyen. A mérőcellát - melyet 1 plexicsőből és 4-es műanyag tartóból van kialakítva - két végén KOR 5 anyagból készült 2 gyűrűkkel van lezárva (lásd 1. ábrát), melyek közös földelésre vannak levéve. A cellán két 3 ,. jelzésű, ezüstözött vörösrézgyűrű van, melyek a nagyfrekvenciás rezgőkörre 6 csatlakozó vezetékkel vannak rákapcsolva. A folyadék bevezetése és elvezetése a cső két végén levő KOR 5 anyagon keresztül történik. A műszer blokksémája a 2. ábrán látható. A számok jelentése: 1 hígító, mintavevő rendszer, 2 termosztát, 3 termisztoros hőfokérzékelő, 4 nagyfrekvenciás mérőfej, 5 stabilizált tápegység, 6 kijelző egység, 7 pneumatikus vagy villamos regisztráló, illetve ,r csatlakozás a szabályzókörhöz. A nagyfrekvenciás mérőberendezés hosszú időtartamú koncentráció-nívó jel jelzése érdekében oly módon kerül felhasználásra, hogy a nagy-0 frekvenciás egységről levett egyenfeszültségű mérőjel hídba van kapcsolva, mely hídnak tápfeszültségét ugyanaz a forrás biztosítja, mint a nagyfrekvenciás mérőegységét. A hídba csatlakozik hőfokkompenzáló termisztor, továbbá egy híd-nul-5 Iázó egység. Mivel az alumínátlúg hőfokfüggése a koncentrációtól függ, így a szükséges ±0,5% pontosságú vezetőképességmérés elérése érdekében egy nagy hőkapacítású, egyszerű felépítésű fémtermosztát van illesztve a nagyfrekvenciás mérő-50 berendezés elé. (A hőátadó és hőtároló közeg Al fémtömb, így mozgó alkatrészt nem tartalmaz.) Kis hőfokingadozáson belül felvehető már egy közepes hőfokkoeficiens, és így termisztor használható. ss E rendszer előnye a csak termosztálást alkalmazó módszerekkel szemben, hogy a hőfok elmászása esetén a koncentrációmérés hibája viszonylag kis mértékben nő. Az ilyen módon elkészített berendezés igen nagy stabilitást biztosít 6Q és a mV-író berendezés un. 0 jele heteken keresztül is az össz-kitérés 0,1%-os tartományában mozog. A környezet hőmérsékletváltozásának zavaró hatása úgy küszöbölhető ki — és evvel a mérőműszer stabilitását is jelentősen növelhetjük g5 — hogy fémtermosztátra van felépítve az egész mérőberendezés, így a villamos építőelemek 2
