Назначение, принцип действия, конструкция измерительных электролитических преобразователей

В общем случае электрохимический преобразователь представляет собой электролитическую ячейку заполненную раствором с помещенными в него двумя или несколькими электродами, служащими для включения преобразователя в электрическую цепь.

Как элемент Эл. Цепи электролитическая ячейка может характеризоваться развиваемой ею ЭДС, падением напряжения от проходящего тока емкостью и индуктивностью.

Зависимость проводимости электролитов от их концентрации позволяет использовать электролитическую ячейку в качестве измерительного преобразователя. Входной величиной которого является значение химической активности α-раствора, не имеющего в общем случае однозначной связи с концентрацией расхода. Выходной величиной преобразователя является Эл. Проводимость между электродами.

Обстоятельства, закл. в том, что при Эл методах измерений хим. Величин воспринимается не просто малярная концентрация вещества, а его хим активность. Представляет собой большее преимущество этих методов, так как режим реальных химико-технологических процессов наиболее точно характеризуется именно назначением хим активностью.

Подвижность ионов сильно зависит от температуры раствора, поэтому с увеличением температуры проводимость возрастает. Температурную зависимость проводимости растворов при небольших концентрациях можно определить из выражения:

где β – температурный коэффициент проводимости.

Принцип действия электролитических резисторных преобразователей основан на зависимости сопротивления электролитической ячейки от состава и концентрации электролита, а также от геометрических размеров ячейки.

Сопротивление столба жидкости электролитического преобразователя: , гдеY = -удельная проводимость электролита; К – постоянная преобразователя, зависящая от соотношений его геометрических размеров, определяемая обычно экспериментально.

При постоянной концентрации электролита изменение сопротивления преобразователя может быть вызвано изменением расстояния между электродами или изменение сечения электролита. На этом основано действие электролитических преобразователей для измерения перемещений и деформаций. Для уменьшения температурной погрешности электролитические преобразователи перемещения обычно выполняется диференциально

Достоинством электролитических тензоризисторов является возможность использования больших напряжений питания.

№ 41

Назначение, принцип действия, конструкция измерительных элементов пневмосистем

В настоящее время пневматические системы, использующие в качестве энергоносителя энергию сжатого воздуха, получают все более широкое распространение в самых различных областях техники

Наличием ряда преимуществ пневматических систем (в частности, высокие экономическая эффективность и эксплуатационная надежность, простота конструкции, их широкие технические возможности по реализации дискретных систем автоматического управления и прочие).

Классификация пневматических сопротивлений

Турбулентные пневмосопротивления представляют собой канал цилиндрической формы с малым отношением длины к диаметру.

Ламинарные пневмосопротивления обычно выполняют в виде капилляров, то есть каналов цилиндрической формы с большим отношением длины к диаметру.

К пневмосопротивтениям смешанного типа относят дроссели, работающие при любых других (кроме турбулентного и ламинарною) сочетаниях течений воздуха.

Постоянные пневмосопротивления в процессе работ в пневматических устройствах не изменяют своего значения.

Переменные пневмосопротивления - сопротивления, величина которых может изменяться в определенных пределах.

Управляемые пневмосопротивления - сопротивления, величина которых может изменяться под действием какого-либо параметра (чаше перемещения) и зависит от величины этого параметра,

На рис.2 показано переменное турбулентное сопротивление типа цилиндр—конус, представляющее собой цилиндрическую втулку 1, вдоль которой перемещается конус 2. Если втулку сделать конической, то получаем переменное ламинарное сопротивление типа конус-конус. Иногда применяют щелевые ламинарные пневмосопротивления (рис..2), представляющие собой кольцевой зазор, образованный цилиндрической втулкой 1 и подвижным цилиндром 2.

Рис.1. Постоянные пневматические сопротивления а) жиклер с цилиндрическим отверстием; б) капилляр; в) щелевые ламинарные сопротивления

Рис.2. Переменные пневматические сопротивления а) переменное турбулентное сопротивление; б) переменное ламинарное сопротивление; в) щелевое ламинарное сопротивление

Элементы, в которых накапливание заряда осуществляется за счет изменения давления при постоянном объеме, в пневмоавтоматике принято называть пневматическими емкостями (рис. 3.4, а).

Переменная пневмоемкость представляет собой пару поршень-цилиндр. Объем пневмоемкости можно настраивать путем изменения по­ложения поршня в цилиндре (рис.3.4, б).

Элементы, в которых накапливание пневматического заряда осуще­ствляется за счет изменения объема, происходящего пропорционально приложенной к элементу разности давлений, называют пневматическими конденсаторами. Пневматический конденсатор содержит две камеры, раз­ деленные подвижной герметичной перегородкой, к которым подводят соответствующие давления. Подвижную перегородку выполняют в виде поршня (рис. 3.5).

Струйный элемент памяти

Такой элемент имеет канал питания, в который подается сжатый газ или жидкость под давлением Р₀, каналы управления, в которые подаются сигналы Р_Y1, Р_Y2, Р_Y3, и два выходных канала Р_в1 и Р_В2 . Выход Р_В2 линией положительной обратной связи ОС соединен с каналом управления Р_у1 При подаче давления питания Р₀ в канал питания и отсутствии управляющих сигналов Р_У2 и Р_у3 (Р_у2 = Р_у1= 0) струя, вытекающая из канала питания, попадает па выход, где формируется сигнал Р_в1 = 1. Па выходе формирует­ся сигнал Р_в2= 0. Элемент памяти находится в устойчивом состоянии.

Пассивные элементы - это элементы, выходные сигналы которых формируются только за счет входных сигналов. Пассивный элемент, по­строенный на принципе взаимодействия струй и реализующий логиче­скую операцию «конъюнкция» (И), имеет два входных канала, располо­женных под углом а, в которые подаются управляющие дискретные сигна­лы Р_у1 и Р_у2, и один выходной канал, где формируется выходной сигнал Р_В(рис. 3.8).

Используя взаимодействие струй, можно построить пассивный эле­мент, выполняющий несколько логических операций,— комбинированный логический элемент К. Такой элемент имеет два входных канала, по кото­рым подаются дискретные сигналы управления Р_у1 и Р_у2, и три выходных канала, на которых формируются сигналы Р_В1, Р_В2 и Р_В3.

Релейный струйный элемент, действие которого основано на эффек­те Коанда, состоит из канала питания (Р₀), канала управления (Р_у), выход­ных каналов (Р_в1 и Р_в2). Этот элемент представляет собой моностабильный усилитель. Конструктивно он выполнен в расчете на малый гистерезис и рассчитан так, чтобы струя питания в начальном положении прилипала к одной из стенок, со стороны которой есть канал управления. Это обеспе­чивается небольшой несимметрией в расположении выходных каналов и разделителя потока по отношению к каналу питания.

№ 42