31 Радиактивные преобразователи. Дифферинциальный, фотоионизационный и газоразрядный радиочастотный преобразователи.

Исп-т ионизирующее св-ва α и β излуч-ия. Ист-ки излуч-ия помещ-ся в камеру, где между электродами к к-ым приложено высокое напряж-ие, нах-ся исслед. газ. В радиоакт-ых преобр-лях исп-ют иониз-ию газа электрон. возбужд-ыми атомами а также захват медл электронов мол-ми газа, измер-я подвижн-ти своб. электронов.

М-д ионизации газов эл-ми основан на том, что ионизацион. ток пропорц-ен поперечн. сечению ионизации обусловл. вероятности иони-ции,нейтр. частицы в рез-те столкнов-я с электронами. Обычно применяется диффер. преобразователи. Состоит из двух камер. Через одну протекает анализируемый газ, а через вторую – чистый газ-носитель ( H, He, N)

Ообе камеры находятся под возд-вием ист-ков обл-ия 1 и 3.

Напряж-ие м/у электродами 2 сост-ет 200-300 В

Чувст-сть неск. милливольт на 1 об%. Вых сиглал – напряжение.

Газоразрядные радиочастотные пробразователи

В них исп-ся св-во газов при низком давлении возб-ся радиочастотным полем и светиться. Изменение световой эмиссии фиксируется фото(электр)метрическими методами, а измен-ие провод-ти –электрическими.

Преобразователь предст-т соб. газоразрядную трубку. По её оси расположена проволока и к-ая подвод-ся высокочаст-ое напряж-ие.

В газе м/у стенками трубки и проволокой воз-т пост-ое напряж-ие, а выходной величиной явл-ся ток ч/з трубку. В качестве (г-носит) частотного преобр-ля ипс-ют Не.

Фотоионизационные преобр-ли : возб-ие газа-носит осущ-ся за счёт коронного разряда м/у электродами к которым приложено пост-ое напряжение.

Возбуждаемые атомы г-носит-ля излуч-ют фотоны ионизирующие исследуемый газ. Выходной величиной явл-ся ток м/у электродами, к-ый хар-ет состав исслед-го газа.

3 2

33. Химические сенсоры. Область применения, принцип работы.

Хим.сенсор- это прибор, предназначенный для контроля за сод-ем в окр. среде частиц того или другого сорта. Принцип действия такого прибора осн. на эффекте преобразования величины сорбции опред-ых частиц непосредственно в электр. сигнал, пропорциональный кол-ву частиц, сорбированных из окр.среды или же появившихся на поверхности чувствительного элемента сенсора благодаря гетерогенной каталитической реакции. Для хим. анализа различных жидкостей наиболее часто исп-ся потенциометрические и амперометрические сенсоры.

Потенциометрические сенсоры. Электроды, равновесный потенциал которых в растворе электролита, содержащем определенные ионы обратимо и избирательно зависит от конц-ции этих ионов, называются ионоселективными. Их используют для определения конц-ции различных ионов в электролите. Осн. Эл-том осн.(всех) типов ионоселективных электродов является проницаемая преимущественно для данного вида ионов мембрана, на которой создается потенциал.

М /у областями, разделенными мембраной, возникает разность электрохимических потенциалов, связанная с различием активности ионов. В результате перемещения ионов из одной области в другую наблюдается разность потенциалов, компенсирующая перемещение.

Электрохимический потенциал иона А с любой стороны мембраны равен: µ*(А)=µ_с+kTlna(A)-eZ_AV

где µ*- хим. Потенциал иона А, µ_с – стандарт. хим. Потенциал, а- активность иона А, Z_A– заряд иона А, V – внешний потенциал.

В условиях равновесия получается µ₁=µ₂. Откуда можно получить уравнение Нернста для внутренней разности потенциалов

Для получения достоверной величины необходимо привести в равновесие эл/хим. потенциалы р-ров и эл/хим. потенциалы электродов т.е. установить омические контакты м/у металлом и раствором. Кроме того необходимо поддерживать постоянную температуру или точно ее знать. На практике обычно измеряют t-ру и поддерживают постоянной активность с одной стороны мембраны.

Для создания химических сенсоров используют 2 типа мембран, чувствительных к ионам. Мембраны образуют либо фарадеевый (неполяризуемый), либо нефарадеевый (поляризуемый) переход .

В случае фарадеевого перехода ионочувствительная мембрана поддерживает процесс переноса ионов только 1 сорта. Преимуществом фарадеевой мембраны явл-ся то, что обмен м/у ионселективным носителем происходит посредством хорошо известных хим. реакций. Если в такой мембране будут происходить вторичные окислительные реакции, то будут наблюдаться помехи. Поляризуемый переход можно определить как такой, который не поддерживает стационарного тока.

В случае структуры диэлектрик-полупроводник происходит накопление заряда на мембране, т.е. образование поверхностного дипольного слоя, который изменяет потенциал м/у мембраной и раствором. Если дипольный слой образуется на границе раздела раствор-мембрана , то изменяется потенциал и объемный заряд.

Нефарадеевую мембрану изготавливают из SiO₂, Si₂O₃, Fe₂O₃ и др.