16. Индуктивная ячейка, принцип действия

Индуктивная ячейка представляет собой сосуд, стенки которого охвачены витками катушки индуктивности, питаемой от высокочастотного генератора.

Плотность тока внутри раствора распределяется неравномерно, максимальная плотность тока – у поверхности, а минимальная – внутри. При анализе таких схем неравномерное распределение тока заменяется равномерным, но простирается от поверхности на глубину.

Для вывода статической характеристики используют электрические схемы замещения. Наибольшее распространение получила следующая схема:

Е – источник напряжения

Контур I моделирует саму катушку индуктивности. Контур II моделирует параметры раствора электролита. Взаимосвязь между контурами осуществляется с помощью взаимоиндукции.

Воспользуемся законом Кирхгофа.

Для первого контура

Для второго контура

Решим эту систему относительно I₁:

- приведенная активная составляющая

- приведенная индуктивная составляющая носит экстремальный характер и достигает максимума, когда

Обозначим

Левый склон графика охватывает высокие концентрации. Индуктивные датчики используют для измерения высококонцентрированных растворов электролитов.

Емкостные и индуктивные датчики включают в схемы высокочастотных колебательных контуров.

Схема измерения активной высокочастотной проводимости:

БС – блок сравнения

СХ – датчик (емкостной)

Г – высокочастотный генератор

17. Конденсаторная ячейка. Принцип действия (схема)

Измерительная схема двухэлектродной кондуктометрической ячейки (рис. 1) включает: R1, R2,R3 — постоянные мангани­новые резисторы; R_р — переменный компенсирующий резистор (КПР); R_x — сопротивление раствора, кондуктометрической ячейки. При изменении концентрации контролируемого раствора меняется сопротивление R_x и на вершинах моста аb возникает разность потенциалов. Сигнал разбаланса, пропорциональный по величине изменению концентрации, усиливается электронным усилителем ЭУ и поступает на реверсивный двигатель РД, кото­рый перемещает движок КПР, стрелку и перо прибора. В плечо, смежное с R_x, включен параллельно постоянному резистору R1 конденсатор С.

Рис. 1 Измерительная схема двухэлектродной измерительной ячейки

У конденсаторных ячеек ( см. рис. а) с внешней стороны сосудов крепятся две изолированные друг от друга металлические обкладки; у индуктивных ( см. рис. б) - сосуд в качестве сердечника помещен внутрь катушки индуктивности. Емкость конденсатора, либо индуктивность катушки датчика, включенного в измерительную мостовую схему, питается током высокой частоты и зависит от проводимости растворов, а следовательно, и от концентрации. Ячейки индуктивного типа более пригодны для контроля растворов высокой концентрации; во всех остальных случаях они уступают конденсаторным ячейкам.

18. Оптические приборы. Колориметры

Оптические методы контроля концентрации растворов широко распространены как в лабораторной, так и в промышленной прак­тике. Использование известных законов распространения света позволило создать целый ряд приборов аналитического контроля. Область их практического применения расширяется с каждым годом.

Наиболее часто как оптический метод применяют колориметрический метод, основанный на определении концентрациивещества по интенсивности окраски растворов.

Колориметр - химический, оптический прибор для измерения концентрации веществ в растворах. Действие К. основано на свойстве окрашенных растворов поглощать проходящий через них свет тем сильнее, чем выше в них концентрация с окрашивающего вещества. Все измерения с помощью К. производятся в монохроматическом свете того участка спектра, который наиболее сильно поглощается данным веществом в растворе (и слабо — другими компонентами раствора). Поэтому К. снабжаются набором Светофильтров; применение различных светофильтров с узкими спектральными диапазонами пропускаемого света позволяет определять по отдельности концентрации разных компонентов одного и того же раствора.

         К. разделяются на визуальные и объективные (фотоэлектрические). В визуальных К. свет, проходящий через измеряемый раствор, освещает одну часть поля зрения, в то время как на другую часть падает свет, прошедший через раствор того же вещества, концентрация которого известна. Изменяя толщину l слоя одного из сравниваемых растворов или интенсивность I светового потока, наблюдатель добивается, чтобы цветовые тона двух частей поля зрения были неотличимы на глаз, после чего по известным соотношениям между l, I и с может быть определена концентрация исследуемого раствора.