ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Частотный бесконтактный метод определения из "Электрометрия жидкостей" Величины AJJ, Дг, а также их отношение Д —постоянны для (ранного преобразователя (ячейки, датчика). [c.95] Таким образом, метод оп ределения величины е сводите к измерению частоты электро магнитных колебаний fэ дл преобразователя с испытуемой жидкостью и последующего ре шения выражения (IV. 39). [c.96] В табл. 1У.2 представлены величины е для ряда жидкостей, эпределенные частотным методом с помощью уравнения (1У.39), для сравнения включены литературные данные. [c.97] На рис. IV.17 изображена использованная при измерениях блок-схема. Она включает в себя блок генератора 1 (типа ГСС-6) измерительный параллельный экранированный контур 2, ламповый вольтметр 3 (типа ВЗ-4) и преобразователь ЯД4-БТМ. Два последних блока соединены параллельно. Частота генера гора контролировалась с помощью гетеродинного вольномера типа 526-У. [c.97] Данный метод позволяет устранить ряд недостатков предыдущих бесконтактных методов. Он основан на перемещении изо лированных электродов (на изменении расстояния между элек тродами) при сохранении их площади постоянной [132]. [c.98] Здесь / пос Спос — составляющие полного сопротивления по-следовательной эквивалентной схемы Са, Я, Сг, / — электрические параметры жидкости при расстояниях 1 и 2. [c.99] Применение метода й реальных условиях требует учеТа некоторых весьма важных факторов. К ним относятся выполнение условия параллельности электродов, необходимость определения или учета краевой и паразитной емкостей, а также определения начального расстояния между электродами. [c.100] Составление и использование выражений (1У.45) и (1У.46) для вычисления величин е и хо возможно только после вычитания паразитной и краевой емкостей из измеренного значения эквивалентной емкости преобразователя с жидкостью, а также после определения его геометрической постоянной. Паразитная и краевая емкости системы с параллельными электродами, а также геометрическая постоянная преобразователя с воздухом, имеющего параллельные электроды с изоляционной прослойкой, которая равна толщине по всей площади, могут быть вычислены простым приемом — например по двум фиксированным положениям с известными геометрическими параметрами подвижного электрода. В более общем случае определение Сп, Скр и геометрической постоянной усложняется. Это может быть вызвано, с одной стороны, трудностью выполнения строгой параллельности электродов, а с другой — возможной неопределенностью толщины диэлектрической прослойки, отделяющей электроды от жидкости. Тогда перед измерениями практически приходится разводить электроды на некоторое расстояние ( о. Под краевой емкостью, в наиболее общем и трудном при измерении случае, понимается емкость, обусловленная полем системы электрод — раствор — стенки изолятора последние являются направляющими подвижного электрода. Под паразитной емкостью понимается емкость, обусловленная электрическим полем, действующим вне рабочей области (вне жидкости). [c.100] Таким образом, по найденному значению т можно определить величину п, входящую в выражения (IV.45) и (IV.46). Из величины oi определяется геометрическая постоянная, необходимая при вычислении е и ко по данным выражений (IV.45) и (IV.46). Выражение (IV.50) представляет собой ту емкость, которая вычитается из измеренного значения эквивалентной емкости Сэ преобразователя с жидкостью, прежде чем будет возможным использовать выражения (IV.45) и (IV.46). [c.102] Описанная методика измерений электрофизических свойств растворов с помощью бесконтактного преобразователя с переменным расстоянием между электродами в значительной мере устраняет недостатки предыдущего метода, поскольку калибровка преобразователя не требует эталонных жидкостей упрощается соотношение между измеряемыми величинами и парамет рами растворов исключается ряд трудно учитываемых факторов, например емкость и сопротивление двойного электрического слоя на границе раздела фаз диэлектрик —раствор снижаются требования к классу измерительного устройства, так как в расчет входят не абсолютные величины, а разность показаний прибора при различных расстояниях между электродами. [c.102] Основными факторами, определяющими точность анализа веществ (их строение и состав) с помощью емкостных преобразователей (контактных и бесконтактных) являются, во-первых, степень сосредоточения внешнего электрического поля в рабочем объеме преобразователя, и во-вторых, отношение токов проводимости к токам смещения (тангенс угла диэлектрических потерь) системы преобразователя. Первое условие диктуется тем, что электрическая система емкостного преобразователя должна обладать свойствами цепи с сосредоточенными параметрами. Для нее можно считать, что в каждый момент времени ток во всех точках любой ветви этой цепи имеет одинаковое значение. В про-тивнОхМ случае у электрической цепи преобразователя будут распределенные параметры. Это может стать причиной перераспределения его внешних электрических полей — как паразитных, шунтирующих основное внешнее поле, так и рабочих, пронизывающих объем исследуемого вещества, т. е. увеличения погрешности анализа или контроля. [c.103] Второе условие (см. стр. 10) — очень важный критерий ожидаемой точности определения величин е и н — как при раздельном, так и при одновременном их определении. Может случиться, что в модели преобразователя соблюдается условие сосредоточения электрического поля, а определить, например, величину е с малой погрешностью невозможно, так как токи проводимости могут значительно превосходить токи смещения и выделить их трудно. До последнего времени указанные обстоятельства затрудняют определение величины диэлектрической проницаемости веществ со сравнительно хорошей проводимостью. [c.103] Отношение токов в жидкости, обусловленное природой жидкости (классом жидкости), составная часть отношения токов для всей электрической системы данной модели преобразователя (с геометрической постоянной к) и, поэтому оно также может служить критерием при нормировании погрешности величин е и X. Здесь на первый план выступает сложное взаимодействие внешнего поля с полями носителей зарядов и диполей. [c.103] К дополнительным факторам, определяющим точность ана лиза, следует отнести температурный коэффициент емкости преобразователя (Гке), качество используемых конструктивных ма териалов (их химическая стойкость) частота внешнего электромагнитного поля степень экранирования обработка электродов влияние индуктивности конструкции и электрических проводников и т. д. [c.104] Следрвательно, точность и чувствительность преобразователя являются сложными функциями от нескольких факторов. [c.104] Учитывая эти факторы, расчет емкостных преобразователей сводится к отысканию их основных геометрических размеров и конструкционных материалов, создающих электрическую емкость, необходимую для решения поставленной задачи, не изменяющуюся во времени, при различных температурах и давлениях. [c.104] На практике используют электрические системы, состоящие из двух проводящих тел, заряды которых, обычно, равны между собой по величине и противоположны по знаку. Такое соотношение зарядов достигается всякий раз, когда два изолированных проводника заряжаются путем присоединения к разноименным зажимам источника э. д. с. Разработка таких систем по известной емкости (или по заданным геометрическим размерам) может быть произведена на основе расчета электрических полей заряженных тел, и в большинстве своем хорошо освещена в литературе [131, 134]. [c.104] Вернуться к основной статье