CC BY
288
УДК 543.58
СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КОНТАКТНОЙ НИЗКОЧАСТОТНОЙ КОНДУКТОМЕТРИИ
К.П. Латышенко
Московский государственный университет инженерной экологии Представлена членом редколлегии профессором В.И. Коноваловым
Ключевые слова и фразы: госреестр; контактная кондуктометрия; перспективы развития.
Аннотация: Рассмотрено состояние низкочастотной контактной кондукто-метрии в России за последние 20 лет, а также возможные перспективы ее развития.
Кондуктометрия является простым, надежным и дешевым электрохимическим методом измерения с малым энергопотреблением, что позволяет широко использовать ее в современной науке и промышленности для контроля качества (состава) жидких сред по величине их удельной электрической проводимости (УЭП) [1].
Кондуктометрические анализаторы жидкости получили широкое распространение благодаря своей простоте, высоким метрологическим показателям, отсутствию необходимости в пробоотборе и пробоподготовке, простоте монтажа датчика на технологическом оборудовании, хорошим эксплуатационным показателям и ряду других причин [2].
Кондуктометры используют для анализа бинарных и псевдобинарных растворов в различных отраслях промышленности, а также для анализа природных и сточных вод, питьевой воды.
Кондуктометрию как метод измерения делят на собственно кондуктометрию и на диэлькометрию, на контактную и бесконтактную, на низко- и высокочастотную.
Метод контактной кондуктометрии может быть реализован на амплитудных (амплитудно-фазовых) и частотных кондуктометрах.
Для анализа современного состояния кондуктометрии были использованы литературные источники, каталоги и проспекты фирм, данные Г осреестра средств измерений СССР и России по состоянию на февраль 2006 года.
С 1984 по 1991 год в Государственный реестр средств измерений было включено 18 приборов основных разработчиков кондуктометров - НПО «Аналит-прибора», Харьковского ОКБА «Химавтоматика» и Барнаульского ОКБА «Химавтоматика». При этом иностранные фирмы на рынке не присутствовали.
НПО «Аналитприбор» через свои заводы («Тбилприбор» и «Агат») выпускало следующие кондуктометры. Кондуктометр поверхностных вод КПВ-102, измеритель относительной электрической проводимости морской воды ГМ-85, кондуктометр солевых растворов КСР 201, кондуктометр контроля аммиака КС-220М, лабораторный электродный кондуктометр КЭЛ-1М2, портативный кондуктометр для контроля электролитов ППК-01 (измеряет УЭП и сопротивле-
ние раствора), переносный кондуктометр ЛК-563М1, автоматический сейсмостойкий кондуктометр АУС-217, портативный переносной кондуктометр АУП-216, дифференциальный компараторный кондуктометр ДКК-201.
Барнаульское ОКБА «Химавтоматика» выпустило лабораторный кондуктометры КЛ-2 и КЛ-3 с диапазоном измерения от 1 • 10-4 до 100 См/м и пределом основной приведенной погрешности ± 0,25 % (КЛ-2) и ± 0,6 % (КЛ-3), а также микропроцессорный лабораторный кондуктометр КЛ-4.
Харьковское ОКБА «Химавтоматика» выпускало следующие кондуктометры: КВА-3М - кондуктометр для автоматического и непрерывного измерения удельной электрической проводимости (УЭП), приведенной к 20 оС особо чистой (дистиллированной воды) и выдачи сигнала о достижении УЭП воды заранее установленного значения; кондуктометр КВА-1М является аналогом прибора КВА-3М, но он выдает сигнал о достижении УЭП воды заранее установленного значения одновременно уже в семи точках технологического процесса; кондукто-метр-резистивиметр индукционный скважинный термостойкий РИСТ-42; высокочастотные кондуктометры КВЧ 4 (измерение УЭП водного раствора анозита), КВЧ 6 (измерение УЭП пульпы в экстракторах фосфорной кислоты) и КВЧ 2-В3 (измерение УЭП, приведенной к рабочему значению температуры).
НПП «Буревестник» (г. Санкт-Петербург) разработало кондуктометр для исследования сельскохозяйственной продукции КИСП-1, СППКБ «Росагроприбор» (г. Москва) - кондуктометр КП-001.
С 1992 по 2000 год в Госреестр было включено только 9 кондуктометров. Объясняется этот факт распадом СССР, резким падением промышленного производства, снижением спроса на средства измерений вообще и кондуктометров в частности, а также фактическим развалом НПО «Аналитприбор» (г. Тбилиси) и Харьковского ОКБА «Химавтоматика». Но начали появляться российские фирмы, выпускающие кондуктометры. Были выпущены кондуктометр КАЦ-016ТК для измерения УЭП и температуры обессоленной воды и кондуктометр для непрерывного контроля качества теплоносителя на тепловых станциях КАЦ-017ТК (НП «Техноприбор», г. Раменское), иономеры-кондуктометры АНИОН-410 (ООО НПФ «Инфраспак-Аналит», г. Новосибирск), переносной цифровой кондуктометр КПЦ-026 и автоматический кондуктометр КАЦ-037 (ООО «Техноприбор», г. Москва), электронный кондуктометр ЭКА-2 («Кварц», г. Санкт-Петербург), кондуктометр электронный стационарный КЭС 1 (НПО «Аврора», г. Санкт-Петербург). На российский рынок вышли зарубежные фирмы. Фирма «Zellweger Analytic S.A.» (Франция) поставляет промышленный кондуктометр МОЖС, модели 8920, 8925, 9125, «Orion Reseach Inc.» (США) - кондуктометры РСМ200 Sensor Link с погрешностью 0,5 %, «Hach Company» (США) - переносные кондуктометры СО 150.
С 2001 года по настоящее время в Госреестр включен уже 21 кондуктометр. В это время началось возрождение отечественной кондуктометрии.
Барнаульское ОКБА «Химавтоматика» продолжает выпуск удачного микропроцессорного автоматизированного лабораторного кондуктометра «КЛ-4 Импульс», который может работать в четырех режимах: измерять УЭП анализируемой жидкости при действующей температуре (без термокомпенсации) в диапазоне от 1 • 10-6 до 150 См/м; определять УЭП анализируемой среды, приведенную к заданной температуре (с термокомпенсацией); вычислять температурные коэффициенты УЭП анализируемой жидкости и определять температурные коэффициенты проводимости датчика температуры анализируемой жидкости. Был также разработан микропроцессорный кондуктометр КЛ-6.
ЗАО «Акварос» выпускает кондуктометры СИРИУС-2 (диапазон измерений УЭП от 0,0333 до 10 мкСм/см и УЭС - от 0,001 до 30 МОм).
ЗАО «Сибпромприбор» изготавливает лабораторные кондуктометры типа КЛ (модификации КЛ-С и КЛ-П).
ООО «Взор» (г. Нижний Новгород) выпускает кондуктометры-солемеры МАРК-602, МАРК-603.
ООО «Эконикс-Эксперт» выпускает кондуктометр ЭКСПЕРТ-002, а ООО «Сенсор» (г. Гатчина) - радиочастотный автогенераторный бесконтактный кондуктометр КРАБ.
ООО «АТРЕКО» (г. Москва) выпускает промышленные кондуктометры АТЛАНТ 1100, 1101 и 1102 с диапазоном измерения 0,01... Ь105 мкСм/см.
ЗАО «Аналитик» выпускает лабораторные кондуктометры ЛК-01 и ЛК-02, а также очень популярные у строительных организаций кондуктометрический измеритель активности цемента ИАП-2 и измеритель активности бетонной смеси ИАБС-2.
Инженерный центр приборостроения и компьютеризации (Украина) продолжил выпуск кондуктометров КВА-4, ООО НПП «Вектор» (Украина) выпускает кондуктометры ИПП-М и ИПП-Ц.
Фирма «Mettler-Toledo GmbH» (Швейцария) поставляет лабораторные (МС126 и МС226) и промышленные (7000) кондуктометры, лабораторный ионо-мер-кондуктометр МРС227, «Hanna Instruments» (ФРГ) - целую гамму кондуктометров-солемеров HI 2300, HI 98301 - 98312, HI 8734, HI 9033 «SWAN Analitical Instruments» (Швейцария) - промышленные кондуктометры FAM/PAM, фирма «Honeywell» (США) - промышленный кондуктометр 9782С, фирма «Crison» (Испания) - кондуктометры СМ 35, BASIC 30, GLP31, GLP 32, «Burkert» (ФРГ) -кондуктометр 8225, «Endress+Hauser Conducta GmbH+Co. KG» (ФРГ) - кондуктометры CLM 153 - 431, CLD 132 - 431, CLS 12 - 52, фирма «Metrohn» (Швейцария») - кондуктометр 712.
Из приведенного материала можно сделать несколько выводов. Головная организация в СССР по разработке кондуктометров - НПО «Аналитприбор» прекратила свое существование. Спад в разработке и производстве кондуктометров, впрочем, как и всей промышленности, пришедшийся на 1990 - 2000 годы, успешно преодолевается. На рынке кондуктометров появились мощные игроки - зарубежные фирмы-производители «Zellweger Analytic S.A.» (Франция), «Orion Re-seach Inc.» (США), «Hach Company» (США), «Mettler-Toledo GmbH» (Швейцария), «Hanna Instruments» (ФРГ), «SWAN Analitical Instruments» (Швейцария), «Honeywell» (США), «Crison» (Испания), «Burkert» (ФРГ), «Endress+Hauser Conducta GmbH+Co. KG», «Metrohn» (Швейцария») - и другие. Появились новые амбициозные производители аналитической техники из России - ООО «Техноприбор», ЗАО«Аналитик», ООО «Эконикс-эксперт», ЗАО «Сибпромприбор» и другие, продолжило свое функционирование Барнаульское ОКБА «Химавтоматика».
Среди выпускаемых приборов абсолютно преобладают контактные низкочастотные кондуктометры. Лабораторные и промышленные кондуктометры делят рынок кондуктометров примерно поровну. Подавляющее большинство кондуктометров, выпускаемых в настоящее время в России, являются амплитудными, но растет число и частотных кондуктометров. Все больше кондуктометров становятся микропроцессорными, имеют нормированный электрический выходной сигнал, цифровую форму индикации показаний, измеряют температуру исследуемой жидкости, могут приводить результаты измерения УЭП к температуре 20 или 25 оС.
Совершенствование элементной базы привело в кондуктометрии в ряде случаев, пожалуй, к потолку массогабаритных характеристик. Габариты лабораторного кондуктометра КЛ-4 (выпускается с 1987 года) составляют 280x100x300 мм при массе 5 кг с питанием от сети. При этом лабораторные кондуктометры ЛК-01 (02) имею габариты 150x60x30мм при массе 0,2 кг с питанием как от сети, так и
от батареек. Т акой кондуктометр легко умещается в руке и дальнейшее уменьшение габаритов уже не имеет смысла.
Очевидно, продолжится как рост числа микропроцессорных кондуктометров, так и расширение их функций. Можно предположить, что наряду с измерением таких параметров, как УЭП раствора, его температура, приведение УЭП к данной температуре, определение температурных коэффициентов анализируемой жидкости и датчика, добавится определение концентрации измеряемого компонента по градуировочной характеристике, автоматическая обработка результатов измерений, т. е. определение математического ожидания, среднеквадратического отклонения, доверительного интервала и доверительной вероятности и т. д.
Список литературы
1 Латышенко, К.П. Совершенствование контактной кондуктометрии как метода контроля жидких сред / К.П. Латышенко // Межресп. конф. «Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического и машинного моделирования», Тамбов, 1993. - С. 202-203.
2 Латышенко, К.П. Совершенствование низкочастотной контактной кон-дуктометрии / К.П. Латышенко // Труды МГАХМ. Состояние и перспективы развития научных работ в химическом машиностроении. Вып. 1. - М.: МГАХМ. 1997. - С. 170-171.
The State and Prospects of Contact Low Frequency Conductivity Measurement Development
K.P. Latyshenko
Moscow State University of Engineering Ecology
Key words and phrases: catalogue; contact conductivity measurement; prospects of development.
Abstract: The state of low frequency contact conductivity measurement in Russia over the last 20 years as well as prospects of its development are studied.
Zustand und Perspektive der Entwicklung der kontakten niederfrequenzlichen Konduktometrie
Zusammenfassung: Es ist der Zustand der niederfrequenzlichen kontakten Konduktometrie in Russland für die letzten 20 Jahre und auch die möglichen Perspektiven ihrer Entwicklung betrachet.
Etat et perspectives du développement de la conductométrie de contact à basse fréquence
Résumé: Est examiné l’état de la conductométrie de contact à basse fréquence en Russie pendant les 20 dernières années ainsi que les perspectives possibles de son développement.
