Создание метода по L- и C- ячейкам для анализа свойств жидких и твёрдых веществ
Левичев Даниил Григорьевич, Шаймурзина Лия Руслановна
Трёхгорный технологический институт ТТИ НИЯУ МИФИ, Трёхгорный, Россия
S.Owun@yandex.ru; liya_ruslanovna@list.ru;
В данной статье рассматривается описание метода измерения свойств жидких и твёрдых веществ на основе колебательного контура с использованием L- и C-ячеек. Более точный метод анализа жидких и твёрдых веществ найдёт своё применение в промышленности и может помочь в научной сфере.
Ключевые слова: колебательный контур, метод измерения, кондуктометрия, диэлькометрия.
Creation of a method for L- and C-cells for the analysis of the properties of liquid and solid substances
Levichev Daniil Grigorievich, Shaimurzina Lia Ruslanovna
TTI NRNU MEPhI, Тrеkhgorny
This article describes a method for measuring the properties of liquid and solid substances based on an oscillatory circuit using L and C cells. A more accurate method of analysis of liquid and solid substances will find its application in industry and can help in the scientific field.
Key words: oscillatory circuit, measurement method, conductometry, dielcometry.
Цель: создать прибор на основе L- и C- ячеек для проведения медицинской диагностики организма человека.
Задачи:
1. Изучить имеющиеся методы анализа жидких и твёрдых веществ с помощью диэлькометрии и кондуктометрии.
2. Описание собственного метода.
3. Провести опыты, показывающие работоспособность созданного нами метода при анализе жидких и твёрдых веществ.
4. Сравнительный анализ полученных данных с имеющимися результатами в работах современных исследователей.
5. Выполнить анализ результатов, cделать выводы о достоинствах или недостатках собственного метода.
Гипотеза: использовав методы кондуктометрии и диэлькометрии возможно создать более точный метод анализа жидких и твёрдых веществ.
Актуальность
|
|
В нашей работе предложен метод исследования свойств жидких и твёрдых веществ, который может найти своё применение в нефтяной промышленности, строительстве, целлюлозно-бумажной промышленности, сельском хозяйстве и определения концентрации растворов, для контроля их состава.
Введение
Вода является основой жизни на Земле. В растениях содержится до 90% воды, в то время как тело взрослого человека состоит из нее примерно на 60 - 65%. Первостепенная роль воды в жизни всех живых существ, и человека в том числе, связана с тем, что она является универсальным растворителем огромного количества химических веществ. Т.е. фактически является той средой, в которой и протекают все процессы жизнедеятельности, на которую оказывает влияние состояние воды. Причина в том, что все методы структурного анализа позволяют исследовать воду лишь в «мертвых» тканях, отделенных от организма животных. Выявить специфические свойства живой материи по таким экспериментам невозможно. Следует также учитывать, что, если подсчитать все возможные различные соединения с общей формулой Н2О, то результат покажется неожиданным: всего могут существовать сорок восемь разных вод. Из них тридцать девять вод будут радиоактивными, но и стабильных, устойчивых вод тоже будет немало — девять. Нигде нет обыкновенной воды. Она всегда необыкновенная. Даже по изотопному составу вода в природе всегда различна. Состав зависит от истории воды — от того, что с ней происходило в бесконечном многообразии ее круговорота в природе. В области твёрдых веществ электрические методы позволяют определить влагосодержание внутри твёрдого тела, что даёт понимание о пригодности такого материала к тем или иным задачам, позволяют выявлять дефекты твёрдых тел, такие как микротрещины. Именно поэтому важно изучить физику жидких веществ на более высоком уровне, усовершенствовав экспериментальные методы исследования позволяющих получить новую информацию об их свойствах и внутренней структуре, а также получить новый способ анализа твёрдых тел.
|
|
Методы исследования:
1. Диэлькометрия – это метод косвенного измерения влажности веществ, основанный на зависимости диэлектрической проницаемости этих веществ от их влажности. Метод заключается в размещении исследуемой среды между двумя электродами, так как примеси в воде являются токопроводящими, то по показателю проводимости можно судить о влажности исследуемой среды.
2. Кондуктометрия – это метод анализа, основанный на использовании зависимости между электрической проводимостью растворов и их концентрацией в растворе. Мы используем высокочастотное кондуктометрическое титрование – метод анализа с использование частоты переменного тока порядка миллиона колебаний в секунду.
Описание улучшенного метода
Точкой начала работ являются работы Л.П. Семихиной. Метод основан на измерении изменения напряжения колебательного контура, в котором L-ячейка или С-ячейка содержат в себе исследуемое вещество. В зависимости от выбора той или иной ячейки будет меняться характер рассматриваемого поля. Используя С-ячейку учитывается электрическое поле, а используя L-ячейку – магнитное поле. Для изменения диапазона частот предусмотрены переменная катушка индуктивности и переменный конденсатор. Частота регулируется на низкочастотном генераторе. Показания прибора можно наблюдать на цифровом осциллографе, в виде синусоидального напряжения. При помещении исследуемой жидкости либо в индуктивную, либо в емкостную ячейку в контуре возникают потери, которые отражаются в виде изменения напряжения и могут быть переведены в изменения активного сопротивления.
|
|
Вывод
Под данный метод, нашими коллегами, была собрана работающая установка на основе колебательного контура с использованием L и С ячеек. Данная установка показывала изменения напряжения при контакте с ферромагнитными твёрдыми материалами. Таким образом, предложенный метод исследования веществ работает, но для изучения свойств жидкостей, чувствительность установки мала и в дальнейшем необходимо её усовершенствование. На данный момент продолжаются работы по усовершенствованию установки и анализу полученных экспериментальных данных.