6.3 Кулонометрические преобразователи
Кулонометрические преобразователи основаны на явлении электролиза, где определяется связь между выделившимся веществом и количеством электричества, пропущенным через преобразователь [3].
В основном применяются для интегрирования токов и напряжений, для измерения времени, влажности, толщины покрытий, в бесконтактных измеряемых резисторах, в ячейках памяти.
На конце резервуара 2 с электролитом 3 имеется присоска с отверстии- ем 4, которая укрепляется к контролируемой детали 5 (рис. 6.3). Принцип действия основан на электрохимическом растворении (электролизе) небольшого участка 1 покрытия и измерении количества электричества или времени электролиза, которые пропорциональны толщине покры- тия [3].
Рис. 6.3. Кулонометрический преобразователь,
для измерения толщины металлических покрытий
Достоинства: малая масса и габаритные размеры, простота конструкции, отсутствие подвижных частей. Недостатки: невысокая точность.
6.4 Полярографические преобразователи
Полярографический преобразователь основан на использовании явления поляризации на одном из электродов электролитической ячейки при электролизе исследуемого вещества. Он представляет собой ячейку, заполненную раствором анализируемого вещества, с двумя электродами, к которым подводится медленно нарастающее напряжение от внешнего источника питания.
На рис. 6.4 ртуть, являющаяся анодом, заполняет дно сосуда, капля ртути – катод – образуется на конце капиллярной трубки, наполняемой ртутью из резервуара. Под влиянием собственной тяжести капля ртути падает на дно сосуда, после чего образуется следующая капля и т. д.
Рис. 6.4. Полярографический преобразователь с капающим
ртутным электродом
Достоинства: возможность работы с ядовитыми веществами. Недостатки: ядовитость, невозможность исследования расплавленных солей, небольшое допустимое напряжение анодной поляризации, окисление [3, 5].
6.5 Ионисторы
Ионисторы – это преобразователи, подобные полупроводниковым транзисторам, они основаны на использовании запирающего слоя, обедненного носителями электрических зарядов.
Ионисторы применяются для интегрирования и усиления постоянных токов, для выпрямления, усиления и генерирования переменных токов низкой и инфранизкой частот, в качестве элементов памяти.
В прямоугольном канале 1 (рис. 6.5) расположены две пары электродов 2, 3 и 4, 5, через которые протекает навстречу направленные стабильные токи I1, I2. Если преобразователь поместить в неоднородное магнитное поле, то за счет электрогидродинамического эффекта по кольцевому каналу начнется движение электролита, которое при помощи ионисто-ра 6 преобразуется в выходной сигнал.
Достоинства: высокая чувствительность. Недостатки: дороговизна [5].
Рис. 6.5. Ионистор для измерения магнитной индукции
6.6. Электрокинетические преобразователи
Электрокинетические преобразователи основаны на использовании разности потенциалов, возникающих при протекании полярной жидкости через пористую перегородку или при деформации границы раздела двух жидкостей, различающихся физическими свойствами.
На рис.6.6 стеклянный капилляр 1 заполнен электролитом 2 и ртутью 3, с которым контактируют выводы 4. Воздушные пузырьки 5 являются упругими элементами. При вибрации, направленной вдоль оси капилляра, возникает возвратно – поступательное движение ртути и электролита, приводящее к деформации границы раздела, где возникает диффузия, приводящая к возникновению переменных токов.
Рис.
6.6. Капиллярный электрокинетический
преобразователь
На рис.6.6 стеклянный капилляр 1 заполнен электролитом 2 и ртутью 3, с которым контактируют выводы 4. Воздушные пузырьки 5 являются упругими элементами. При вибрации, направленной вдоль оси капилляра, возникает возвратно-поступательное движение ртути и электролита, приводящее к деформации границы раздела, где возникает диффузия, приводящая к возникновению переменных токов.
Достоинства: обратимость, стабильность. Недостатки: хрупкость [5].