Методы измерения электропроводности относятся к классу самых тонких и наиболее распространенных физических методов исследования растворов электролитов [1]. Специфика применения этих методов в тепловой и атомной энергетике [2] заключается в необходимости проведения измерений в широком диапазоне удельной электропроводности (УЭП) от 0,02 до 20000 мкСм/см (от особо чистой воды до концентрированных растворов электролитов). Одним из наиболее совершенных методов измерения УЭП является компенсационный метод [1], основанный на применении моста переменного тока. Однако из-за громоздкости его аппаратурного оформления он был вытеснен методами измерения активной составляющей импеданса путем уменьшения влияния емкостных составляющих импеданса на результат измерений УЭП [3]. Реализация этих методов на электронных схемах «жесткой логики» позволила значительно уменьшить габариты кондуктометров [4]. В то же время, как следует из анализа эквивалентной схемы кондуктометрической ячейки, эти методы не позволяют обеспечить измерения УЭП в широком диапазоне УЭП с помощью одной ячейки [1]. По этой причине многие фирмы производители упрощают задачу и предлагают электродные ячейки для более узких диапазонов. Такой подход приводит к необходимости работы с несколькими ячейками или к необходимости приобретения нескольких приборов на узкие диапазоны. Желание уменьшить количество ячеек, входящих в комплект одного прибора очень часто сопровождается нарушениям общепринятых канонов в реализации электрохимических методов измерений. Так, например, при измерениях очень малых величин УЭП используют недопустимо высокую амплитуду переменного тока, достигающую нескольких вольт. При этом нарушается выполнение закона Ома, а также происходит разогрев анализируемой жидкости [1]. Очень часто измерения проводят на низких частотах, что также способствует увеличению фарадеевского импеданса. Эти «вынужденные» меры в конечном счете приводят к тому, что нарушается основная концепция аналитического контроля, а именно, обеспечение условий неразрушающего контроля. Вытекающим следствием этих мер является нарушение общепринятых принципов обеспечения единства и достоверности измерений.

При создании кондуктометрических анализаторов серии АКП мы использовали другой подход. За основу была принята концепция обеспечения условий измерений, соответствующих «неразрушающему контролю». Эти условия с точностью до 1% достигаются при работе кондуктометрической ячейки на переменном токе с амплитудой не более 100мВ и частотой более 4 кГц [1]. Из анализа эквивалентной схемы кондуктометрической ячейки было показано, что истинным значениям активной составляющей импеданса в диапазоне УЭП от 0.01 до 20000 мкСм соответствуют строго фиксированные моменты времени, в которые необходимо производить измерения. Предложенный метод измерения реализован в микропроцессорных анализаторах АКП. Благодаря применению современных возможностей микропроцессорной техники и оригинальным итерационным алгоритмам хронометрических измерений анализаторы АКП с помощью одной ячейки обеспечивают высокоточные измерения УЭП в диапазоне, охватывающем шесть порядков величин. В анализаторах АКП производятся измерения на разных частотах и осуществляется экстраполяция результатов измерений УЭП на бесконечную частоту, приведение показаний к температурам 20 и 25^оС и пересчет значений УЭП на минерализацию различных электролитов. Интеллектуальные алгоритмы сочетают в себе удобство и простоту в работе с широкими возможностями, свойственными современным микропроцессорным приборам.

Анализаторы АКП выпускаются в стационарном (АКП-01) и портативном исполнениях (АКП-02). Они комплектуются универсальной кондуктометрической ячейкой проточно-погружного типа, которая позволяет проводить измерения в потоке, пробах и «по месту». Ячейка устанавливается в идеально прозрачную измерительную камеру, что позволяет осуществлять визуальный контроль чистоты электродов.

Оригинальность конструкции ячейки и ее выполнение на инертной керамической подложке с применением толстопленочных технологий нанесения токопроводящих и изолирующих покрытий, обеспечивают сохранение высокой «чистоты» ячейки в работе и возможность проведения механической и химической «очистки» платиновых электродов: даже в горячей азотной кислоте.

Анализаторы АКП успешно прошли испытания на утверждения типа СИ и натурные испытания на ряде ТЭЦ ОАО «МОСЭНЕРГО». Серийное производство анализаторов АКП-01 и АКП-02 для тепловой и атомной энергетики освоено ООО «Фирмой «Альфа БАССЕНС» в 3 кв. 2005 г.

Список литературы.

1. Методы измерения в электрохимии: Пер. с англ./Под ред. Егера Э. и Залкинда А. Пер. под ред. Чизмаджева. Ю.А.- М.: Мир, 1977.

2. Кастрикин Ю.М. Инструкция по анализу воды, пара и отложений в теплосиловом хозяйстве. – М.: Энергия, 1967.

3. Лопатин Б.А. Кондуктометрия. – Новосибирск.: РИО Сибирского отделения АН СССР, 1964. 280 с.

4. Юинг Г. Инструментальные методы химического анализа. – Пер. с англ./Под ред. Дороховой Е.Н. и Прохоровой Г.В.

5. Биосенсоры: Основы и приложения. Пер. с англ./Под редакцией Тёрнер Э., Карубе И., Уилсон Дж., - М.: Мир, 1992.