Полная версия

Главная arrow Техника arrow ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Кулонометрические датчики

Действие кулонометрических датчиков влажности основано на непрерывном поглощении влаги пленкой гигроскопичного вещества и одновременном её электролитическом разложении [1,2].

В качестве сорбционного покрытия обычно используют фосфорный ангидрид (Р2О5), обладающий очень высокой гигроскопичностью, большим удельным сопротивлением в сухом виде и хорошей электропроводностью после сорбции влаги.

В таком датчике непрерывно происходят два процесса: поглощение влаги фосфорным ангидридом с образованием фосфорной кислоты

и электролиз, сопровождающийся регенерацией фосфорного ангидрида

Конструкцию, размеры датчика и напряжение на его электродах выбирают таким образом, чтобы влага полностью извлекалась из потока газа и проходил её полный электролиз.

Существуют несколько конструкций кулонометрических датчиков.

В первых конструкциях платиновые спиралеобразные электроды расположены на внутренней или внешней поверхности пластмассовой или стеклянной трубки. Между электродами наносится слой сорбента Р2О5.

Основной недостаток - низкая технологичность, кроме того, ограничением конструкции является необходимость измерения и поддержания расхода газа через чувствительный элемент на определённом уровне (в диапазоне 20-200 см’/мин). К тому же датчики нс позволяют проводить измерения при влажности более 1000 - 1500 ррм, т.к. при этом сильно возрастает ток электролиза и повышается температура датчика.

Для измерения высокого влагосодержания используют диффузионную мембрану, пропускающую лишь часть влаги из анализируемого потока.

В качестве сорбционного покрытия датчика, кроме пятиокиси фосфора, используется КОН, NaOH, метафосфат калия и кремниевая кислота.

Датчик может применяться и для измерения влажности афессивных газов (НС1 и фосгена).

Полное извлечение влаги из потока обеспечивает датчик с планарной конструкцией чувствительного элемента. Для повышения стабильности электродов применяют родиевое покрытие.

Для измерения влажности газов при нормальном и пониженном давлении рекомендуется применять датчик, изготовленный на корундовой подложке (96.6%-АЬОз, 0.4%-SiC>2) размерами 9x11x0,25 мм.

Гребенчатые родиевые электроды наносят методом вакуумного напыления: толщина электродов 0.1 мкм, ширина и расстояние между соседними зубцами электродов 50 мкм, напряжение на электродах - 30 В. Характеристики датчика линейны (рис.61).

Основными недостатками кулонометрических датчиков влажности с сорбционным слоем пятиокиси фосфора является низкая стойкость к воздействию среды с влажностью более 1000 ррм, невозможность измерения влажности веществ, реагирующих с Р2О5 (органических жидкостей, аммиака).

Эти недостатки устраняются при использовании датчика с сорбционным покрытием из цеолита.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>