Датчики для измерений потенциала

Электрохимическими преобразователями, или хемотронами, называют приборы и отдельные элементы устройств, принцип действия которых основан на законах электрохимии. Электрохимические системы такого рода выполняют роль диодов, датчиков, интеграторов, запоминающих устройств и соответственно выполняют функции выпрямления, усиления и генерирования электрических сигналов, измерения неэлектрических величин и др. В хемотронах происходят процессы преобразования электрической энергии в химическую, а также механической энергии в электрическую и др. В отличие от электронных устройств (ламповых и полупроводниковых), в которых перенос электричества осуществляется электронами, в электрохимических преобразователях заряды переносятся ионами. Согласно закону Фарадея, количество вещества, претерпевшего изменение на электроде, пропорционально количеству прошедшего электричества. Поэтому измеряя тем или иным способом количественное изменение вещества, можно определить количество электричества, т. е. интегрировать электрические сигналы. Для этого электрохимическая реакция должна быть а) обратимой, т. е. реакция на аноде должна быть обратной реакции на катоде. Например, на аноде Си — 2е Си на катоде Си + + Че" Си б) реакция должна быть единственной, иначе точное интегрирование тока затруднено в) электролиты и электроды должны быть устойчивыми во времени г) реакции на электродах должны протекать с достаточно высокими скоростями. Таким требованиям могут удовлетворять некоторые электрохимические реакции, характеризующиеся потенциалами, лежащими между потенциалами водородного и кислородного электродов (рис. 66). При отсутствии в системе газообразных водородов и кислорода и при малой электрохимической поляризации электродов на них будут протекать лишь основные реакции. Системой, удовлетворяющей указанным требованиям, может быть 12+ + 2е ч 21" Е = 0,53 В. Потенциал ее положительнее потенциала водородного электрода и при рН< 11 отрицательнее потенциала кислородного электрода, поэтому в водных растворах в присутствии иода и ионов I" кислород и водород выделяться не будут. Эта реакция в прямом и обратном направлениях протекаете небольшой электрохимической поляризацией, следовательно, на электродах можно получить [c.367]

Рекомендуемая последовательность операции для проведения измерений при использовании схемы с накопительным конденсатором следующая. Контрольные проводники 4 от трубопровода I, датчика электрохимического потенциала 2 и электрода сравнения 3 присоединяют соответственно к клеммам Т, Д и Э прерывателя тока 5- К клеммам Э и минус прерывателя тока подсоединяют вольтметр 6. Через 10 мин после подключения вольтметра включают прерыватель тока. Устанавливают интервал между срабатываниями реле прерывателя тока в пределах 0,5- 2 с. Через 6- 8 срабатываний прерывателя снимают показания вольтметра, следующие показания снимают через 2. .. 3 срабатывания прерывателя. [c.130]

Измерение поляризационных потенциалов стальных трубопроводов производят в специально оборудованном контрольно-измерительном пункте с помощью медносульфатного электрода сравнения длительного действия с датчиком электрохимического потенциала, прерывателя тока и высокоомного вольтметра (с внутренним сопротивлением не менее 1 МОм на 1 В шкалы). [c.230]

Рекомендуемая последовательность операции для проведения измерений при использовании схемы с накопительным конденсатором следующая. Контрольные проводники 4 от трубопровода 1, датчика электрохимического потенциала 2 и электрода сравнения 3 [c.20]

XIV. 1. ДАТЧИКИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПОТЕНЦИАЛА [c.204]

Чем уже область устойчивого пассивного состояния, тем жестче требования к защитной аппаратуре. Применение анодной защиты возможно, если пассивная область защищаемого металла составляет хотя бы 0,1 В, но для её осуществления необходимо использование быстродействующей аппаратуры для регулирования электродного потенциала. В настоящее время используются схемы на магнитных усилителях и тиристорах. Номинальный ток тиристоров отечественного производства достигает 200...320 А. Измерения потенциала защищаемой конструкции производятся специальным электродом сравнения. В автоматических схемах он же является датчиком автоматического регулирования выходного напряжения станции защиты. [c.199]

При измерении осмотического давления тоже, конечно,, используют метод фазы-датчика химического потенциала. Только для установления осмотического равновесия между чистым растворителем и этим же растворителем в растворе необходима полупроницаемая перегородка. В случаях же равновесий, использованных Гиббсом, равновесное сосуществование фаз возможно при их непосредственном контакте. [c.81]

Один из электродов сравнения находился вблизи катода и служил датчиком для потенциостата, другим электродом сравнения проводили контрольные измерения потенциала защищаемой поверхности. На рис. 8.7 показано распределение потенциала по трубкам модели холодильника в начальный момент поляризации в зависимости от расстояния до катода. После 2—3 ч от начала поляризации потенциалы всех трубок выравнивались, и сила тока поляризации уменьщалась. [c.147]

Катодная защита возможна только в том случае, когда защищаемая конструкция и анодное заземление находятся в электронном и электролитическом контакте первое достигается с помощью металлических проводников, а второе — благодаря наличию электролитической среды (грунта), в которую погружаются защищаемая конструкция и анодное заземление. Катодная защита регулируется путем поддержания необходимого защитного потенциала, который измеряется между конструкцией (или датчиком поляризационного потенциала) и ЭС. Обычно ЭС служит МЭС длительного действия, находящийся постоянно в электролитической среде (грунте). Потенциал между ЭС и защищаемой конструкцией, измеряемый высокоомным вольтметром, включает в себя кроме поляризационной составляющей омическое падение напряжения 1Я, обусловленное прохождение катодного тока / через эффективное сопротивление между электродом сравнения и защищаемой конструкцией. Только поляризация на поверхности защищаемой конструкции обусловливает эффект катодной защиты [1—3]. Поэтому критериями защищенности являются минимальный и максимальный защитные поляризационные потенциалы. Таким образом для точного регулирования поляризационного потенциала защищаемой конструкции по отношению к электроду сравнения из измеренной разности потенциалов должна быть иллюминирована (исключена) величина омической составляющей. Это достигается применением специальной схемы измерения поляризационного потенциала [4]. [c.239]

Описанные датчики обеспечивают стабильные условия работы ЭС и довольно высокую (примерно 5 мв) для промышленных условий точность измерения потенциала. Датчики можно эксплуатировать и во взрывоопасной атмосфере цехов химических предприятий. [c.207]

КИП ДЛЯ измерения поляризационного потенциала, должны быть ими оборудованы в плановом порядке. Для оборудования стационарных КИП измерения потенциала могут производиться с помощью переносного МЭС и датчика электрохимического потенциала. [c.224]

В связи с возможностью некоторых различий грунтовых условий у. поверхности трубопровода и датчика электрохимического потенциала ошибка измерений с помощью переносного датчика может достигать 50 мВ. Поэтому в результаты измерений, равные по абсолютной величине 950 мВ и менее этой величины, следует вводить поправку, равную -f50 мВ. Например, измеренное среднее значение поляризационного потенциала составило — 900 мВ. После введения поправки среднее значение поляризационного потенциала составит —850 мВ. [c.231]

В состав электролитической ячейки входят два или три электрода, один из которых — индикаторный или рабочий, второй— электрод сравнения и третий — вспомогательный. Электрод, действующий как датчик, реагируя на фактор возбуждения и на состав раствора (не оказывая влияния на состав раствора за время измерения), является индикаторным. Если под действием тока, протекающего через ячейку, происходит значительное изменение состава раствора, электрод — рабочий. Электрод сравнения служит для создания измерительной цепи и поддержания постоянного значения потенциала индикаторного (рабочего) электрода. Используемый в трехэлектродной ячейке вспомогательный электрод (противоэлектрод) вместе с рабочим электродом включен в цепь, через которую проходит электрический ток. В состав электролитической ячейки могут входить два идентичных электрода, выполняющих одинаковую функцию. [c.102]

В схеме с выключателем тока (см. рис.. 6.7, б) в цепи трубопровод -датчик может быть использован однополюсный тумблер. Измерения проводят следующим образом. Выключатель 5 присоединяют к контрольным проводникам от трубопровода 1 и датчика 2 (контакты выключателя замкнуты), вольтметр 6 - к контрольным проводникам от электрода сравнения 3 и датчика 2. При этом вольтметр фиксирует разность потенциалов трубопровод - земля, представляющую собой сумму поляризационного потенциала и омического падения напряжения. [c.130]

Для измерения поляризационного потенциала выключают тумблер, при этом стрелка (или перо) прибора перемещается. Показания прибора, соответствующие значению поляризационного потенциала, снимают в первый момент после остановки стрелки (пера). Рекомендуется продолжительность разрыва цепи трубопровод - датчик не более 130 [c.130]

Обезвреживание хрома автоматизировано аналогичным образом. В качестве реагента для восстановления шестивалентного хрома используется бисульфат натрия. Величина pH кислой среды автоматически поддерживается путем добавки раствора серной кислоты. После восстановления шестивалентного хрома вода обрабатывается щелочными стоками, получающи-мис.ч после удаления цианидов. pH этих стоков составляет 10,5—11 единиц. Осаждение гидроокиси хрома происходит в отстойнике, расположенном на территории завода. Концентрация шестивалентного хрома измеряется датчиком со стеклянным и золотым электродами, установленным в I секции резервуара. Эти электроды измеряют окислительно-восстановительный потенциал системы шести—трехвалентный хром . Результаты измерений сильно зависят от абсолютной чистоты электродов, поэтому необходимо тщательно очищать их поверхность каждую неделю. Кстати, то же можно сказать и об электроде для контроля цианидов раз в неделю необходимо восстанавливать его амальгамирование. Вся измерительная аппаратура (регуляторы, дозаторы реагента и т. д.) аналогична описанной ранее. На задатчике автоматического регулятора хрома установлено значение 1 мг/л, что соответствует приня- [c.178]

Для измерения поляризационного сопротивления могут быть использованы трехэлектродные датчики, в которых один из электродов является электродом сравнения. Такие датчики имеют то преимущество, что позволяют более точно определять потенциал рабочего электрода и могут работать в средах с большим сопротивлением (до 10 Ом см=), чем двухэлектродные. Двухэлектродные датчики могут эксплуатироваться в средах с удельным сопротивлением до 10 Ом-см, но их применение уменьшает ошибку, связанную с непостоянством потенциала коррозии во времени. Кроме того, применение двух одинаковых электродов приводит к более напряженной области линейной зависимости ток-потенциал, что позволяет применять большие поляризации при сохранении хорошей точности определения скорости коррозии. Для двухэлектродных систем меньше ошибки, связанные с несимметричностью и нелинейностью поляризационной кривой вблизи потенциала коррозии [24]. [c.111]

Измерение окислительно-восстановительного потенциала. коррозивность жидкости обычно связана с ее окислительно-восстано-зительным потенциалом. Чтобы измерить его, можно использовать датчик, содержащий электрод сравнения и электрод из инертного металла, например платины. [c.143]

Исследования поляризационного сопротивления. Так называемое поляризационное сопротивление R = т Ц измеряют в линейной области поляризационной кривой, т.е. в непосредственной близости от потенциала коррозии (см. 2.7). Поляризационное сопротивление является мерой заторможенности коррозионного процесса и в данной системе обратно пропорционально току коррозии. Имеются промышленные инструменты для измерения поляризационного сопротивления. Измерения производят, используя два или три электрода, смонтированные вместе и образующие измерительный датчик. Результат может быть прочитан непосредственно на шкале прибора в единицах скорости коррозии. [c.145]

Для измерения поляризационного потенциала выключают тумблер, при этом стрелка (или перо) прибора перемещаются. Показания прибора, соответствующие значению поляризационного потенциала, снимают в первый момент после остановки стрелки (пера). Рекомендуется продолжительность разрыва цепи "трубопровод-датчик" не более 2-3 с. Следующие показания вольтметра снимают через 10-15 с после включения тумблера. [c.21]

Выпуск промышленностью за последние десять лет ряда ионоселективных электродов для определения более чем двадцати различных катионов и анионов и использование этих датчиков для решения многих научных и технологических задач способствовали возрождению внимания к методу прямой потенциометрии. К достоинствам прямой потенцио-метрии — следует отнести возможность измерений э. д. с. чрезвычайно малых проб, гораздо меньших чем 1 мл и отсутствие изменения или разложения раствора пробы в процессе экспериментальных измерений. Сверх того, прямая потенциометрия подходит для анализа относительно разбавленных растворов. [c.371]

Наиболее типичный выносной электрод сравнения, точнее электролитический мост с резервуаром, содержащим насыщенный раствор КС], в который помещают любой электрод сравнения (каломельный, хлорсеребряный и др.), описан в патентах [2, 5]. В Советском Союзе разработан промышленный прибор для измерения и автоматического регулирования потенциала. Прибор состоит из датчика, измерительного блока и высокоомного преобразователя [6]. В датчике могут быть использованы серийные каломельный и хлорсеребряный электроды сравнения, а также ртутно-сульфатный закисный электрод. [c.93]

Измерение твердеющей суспензии вяжущего с водой производили на лабораторном рН-метре ЛПУ-О) с датчиком ДЛ-01, отградуированным в единицах pH, позволяющим непосредственно производить отсчет требуемой величины. Электроды оставались на все время опытов в твердеющем на воздухе цементе. Определенную трудность вызывало отсутствие стабильных во времени электродов в условиях высокощелочной среды. Опробывание ряда электродов, в том числе и металлооксидных, показало, что наиболее стабильные показания во времени давал стеклянный электрод, изготовленный из литиевого стекла типа ЭСП-ПГ-04 с рекомендуемой областью применения pH от 1 до 14, потенциал которого устанавливался за 2—3 мин. Для сохранения электрода и обеспечения возможности его извлечения из твердеющей суспензии на него одевали колпачок специальной конструкции. Вспомогательным электродом служил лабораторный хлорсеребряный электрод типа ЭВЛ-1М, конструкция которого позволяет осуществить надежный электролитический контакт в твердеющей суспензии, а также возможность его извлечения. [c.181]

Недостатком заполненного электрода является наличие диффузионного потенциала, величина которого в неблагоприятных условиях может достигать 30 мв, что значительно искажает показания рН-метра. В растворах, содержащих большое количество растворенных солей, величина диффузионного потенциала обычно не превышает 5—10 мв. При этом в паре со стеклянным электродом типа 5079 заполненный хлоросеребряный электрод типа 5268 обеспечивает точность измерения порядка 0,2—0,3 pH. Таким образом, использование заполненного электрода наиболее целесообразно при контроле pH производственных сточных вод, обладающих, как правило, высоким солесодержанием. Достоинством этого электрода по сравнению с проточным является простота конструкции применяемого с ним датчика и отсутствие необходимости в частом пополнении запаса раствора хлористого калия. [c.21]

Датчик реагирует и на другие газы, растворы которых дают кислотную или основную реакцию (СО2, НгЗ), если эти газы могут проникать во внутренний (заполняющий) раствор. Но при высоких концентрациях аммиака и, следовательно, при высоких значениях pH такие газы не могут быть помехой. Поскольку газопроницаемая мембрана является гидрофобной, ионы не могут проникнуть в датчик и поэтому не будут непосредственно влиять на результаты измерений. Область концентраций аммиака простирается от 0,1 до 1000 мг/дм . С помощью датчика можно определять низкие концентрации аммиака, но его чувствительность при высоких концентрациях довольно мала (поскольку зонд является логарифмическим устройством). На потенциал датчика влияет изменение температуры следовательно, исследуемые и стандартные растворы должны находиться при одинаковой температуре (5—40°С). В качестве стандартных используются растворы с известной концентрацией аммиака, причем строится калибровочная кривая зависимости потенциала от логарифма концентрации. [c.39]

Измерение поляризационного потенциала стальных трубопроводов производят на специально оборудованных контрольно-измерительных пунктах. Контрольно-измерительный пункт (рис. 18, а) состоит из датчика электрохимического потенциала 2, медносульфатного электрода длительного действия 3 и контрольных проводников 4. Датчик 2 представляет собой пластину, выполненную из металла с более положительным электрохимическим потенциалом, чем потенциал металла трубопровода, например из хромопикелевой [c.105]

Химотроника, или электрохимические преобразователи информации. Точность выполнения электрохимических законов и удобство измерения и преобразования электрических величин позволяют использовать электрохимические явления для создания ряда точных приборов преобразователей тока, интегрирующих устройств, регистрирующих устройств и датчиков различного типа. Работа этих приборов чаще всего основана на процессах пропускания электрического тока через систему электролит — металл, сопровождающихся поляризацией, изменением массы или объема веществ используются также электрокапиллярные явления, связанн-ые с изменением поверхностного натяжения на границе металл — электролит, зависящим от наложенного потенциала. [c.257]

Измерение потенциала промышленной конструкции, корпуса судна или химического аппарата требует простых и надежных ЭС. Такой электрод при потенциостатировании является датчиком системы автоматического регулирования выход его из строя приводит к неконтролируемым изменениям выходного напряжения регулятора (станции защиты). Поэтому иногда применяют систему контроля, основанную на сравнении потенциалов двух аналогичных ЭС, с подачей аварийного сигнала при возрастании разности потенциалов выше допустимой величины [309]. [c.190]

Лтя измерения потенциала течения предложен прибор, состоящий из датчика и преобразователя с выходом на самописец. Проточный датчик (трубка) имеет в качест] е пористой мембраны слой ионита. Потенциал снимается с контактных пластинчатых сеток, прилегающих к ионитовой мембране с обеих сторон. На рис. IX.6 показана схема подключения датчика для случая, когда кompoJшpyeт я нижний слой загрузки фильтра. Скорость течения воды в датчике и контро.лируемом фильтре должна быть одинаковой одинаков и сорт ионита в датчике и в фильтре. Этот прибор непрерывно контролирует фильтр на всех стадиях его функционирования -ионирования, регенерации и отмывки. [c.159]

Для осуществления контроля параметров по п. 4.2. вдоль трассы газопровода должны быть размещены контрольные диагностические пунк-ты(КДП), оснащенные следующими сенсорными устройствами и датчиками полуэлементами для измерения потенциала с потенциал и токоизмерительными преобразовательными устройствами датчиками общей и локальной коррозии индикаторами коррозии и наводороживания стали датчиками коррозионного растрескивания стали, датчики измерения параметров среды. Основные характеристики сенсорных устройств и датчиков приведено в Приложениях 1,2. [c.5]

Из общих физических представлений о поле дефекта следует, что решение проблемы измерения абсолютной величины поля, независимо от координат его расположения (глубины залегания), заключается в получении объемной топографии поля дефекта [58]. Поле дефекта Яд, как и любого другого потенциального поля, может бьпъ представлено в виде градиента скалярного потенциала Яд = - qrad (р. Следовательно, если известен закон изменения поля Нд в зависимости от расстояния между датчиком и дефектом, при измерении градиента этого поля в области наблюдения можно определить координаты расположения и действительный размер дефекта [c.199]

Метод линейной поляризации. Основное преимущество метода -возмох<ность измерения мгновенной скорости коррозии. Чувствительный элемент датчика представляет собой два или три стальных электрода, помещенных в рабочую среду. Функционирование прибора основано на принципе Штерна-Гири ток (скорость) коррозии обратно пропорционапен поляризационному сопротивлению (линейной поляризации) поверхности электрода, измеренному вблизи стационарного потенциала коррозии. Коэффициент пропорциональности за- [c.458]

Образец исследуемого материала в форме тонкой, узкой, длинной пластины с ориентировочными размерами 150.. .300 х 5 х 2...3 мм соединяют с выносным датчиком АЭ-прибора. Свободный конец образца погружают в коррозионный раствор, заливаемый в коррозионную ячейку. Для сдвига электрохимического потенциала в электролит погружают вспомогательный электрод. Изменяя разность потенциалов между образцом и этим электродом с помощью внешнего источника тока, можно менять величину тока между ними, изменяя таким образом электрохимический потенциал образца и условия протекания на нем электрохимических реакций, стимулирующих коррозию. Погруженная часть образца изолирована защитным лаком по всей поверхности, кроме экспонируемой площадки размером 0,5... 1смЯчейка оборудована нагружающим устройством, обеспечивающим возможность задания деформации изгиба и, соответственно, растягивающих напряжений на экспонируемой пло -щадке до 150...300 МПа (15...30 кгс/мм ). С целью повышения достоверности результатов использовали соединение образца с датчиком в средней части образца, что позволяло, перевернув его и нанеся заново защитное покрытие на другие части, получить по четыре назвисимых измерения на одном образце. [c.251]

Для контроля растворенных в воде газов разработаны конструкции датчиков с фторопластовыми мембранами, отделяющими чувствительные элементы от анализируемой среды. Мембраны должны иметь поры, через которые могут диффундировать лишь молекулы газов. Для детектирования кислорода используется электрохимическая ячейка с деполяризующимся катодом, потенциал которого задается подключенным к нему анодом (см. п. 9.14.5.1). Свободную углекислоту определяют, измеряя изменение pH раствора за мембраной или его электропроводность. Для контроля щелочности воды в последние годы разработаны фотометрические (СКВ АП) и потенциометрические (ИКХХВ АН УССР) титро-метры первый из них дискретного, а второй — непрерывного действия (см. п. 9.14.5.2). Для измерения карбонатной агрессивности воды предложен кондуктометрический прибор. Принцип его действия основан на измерении электропроводности или щелочности воды, прошедшей через фильтр с мраморной крошкой, и исходной воды. При этом избыточная агрессивная углекислота, растворяя мрамор с образованием гидрокарбоната кальция, значительно увеличивает электропроводность и щелочность воды. [c.181]

Из всех приборов для контроля качества воды только рН-метры со стеклянными электродами имеют общепромышленное значение и изготовляются приборостроительными заводами в больших количествах. Для станций обработки воды наиболее пригодны рН-метры с проточными (типа ДМ-5М) и погруженными (типа ДПг-4М) датчиками, работающими в комплекте с высокоомным преобразователем типа рН-261 или П-201. Они используются для измерения pH воды, а также для контроля процессов подщелачивания, стабилизации, умягчения и др. Принцип действия их основан на измерении ЭДС гальванической пары, образованной индикаторным стеклянным электродом, потенциал которого изменяется с изменением pH среды, и стандартным каломельным или хлорсеребряным электродом с постоянным потенциалом. Вторичным регистрирующим прибором является электронный потенциометр, градуированный в единицах pH. В лабораторных условиях используются рН-метры типа ЛПУ-01, рН-101, рН-121, рН-262, рН-340. Для выполнения колориметрических анализов (измерение мутности, цветности, содержания железа, нитратов, нитритов и др.) в лабораториях применяются также общеаналитические приборы — фотоэлектроколориметры типа ФЭК-56, ФЭКН-57 и ФЭК-60. Содержание щелочных металлов определяют с помощью пламенного фотометра ФПЛ-1 или ПАЖ-1. [c.830]

Для развертки масс-спектра изменяется частота приложенного к Л высокочастотного напряжения. Высокочастотный потенциал сигнального электрода 5 усиливается, демодулируется и подается па вертикально отклоняющие пластины осциллографа. Горизонтальное отклонение, синхронное с изменением высокой частоты, производится с частотой 50 гц. На рис. 1-19 показан спектр между массами 4,5 и 84. Дробная масса 4,5 появилась благодаря наличию паров воды М=18, так как в фарвитроле принципиально каждому основному пику соответствует также незначительная составляющая масс-спектра с кажущейся массой, равной одной четвертой массы основного пика. Эти гармоники мало мешают измерению. Посредством уменьшения амплитуды развертки М0Ж Н0 выбирать только часть из общего масс-спектра, в связи с чем улучшается визуальная разрешающая способность. Чувствительность фар-витоона к парциальному давлению составляет охоло 3-10 2. На рис. 1-20 показаны датчик и стойка управления, Датчик имеет общую длину Ю см. В верхней части [c.38]