Електрокінетичні перетворювачі

Залежно від виду вхідної та вихідної величин електрокінетичні перетворювачі можуть бути розділені на дві групи. До перших належать перетворювачі, вхідною величиною яких є градієнт тиску в рідині всередині перетворювального елемента, а вихідною – ЕРС. До другої групи належать перетворювачі, вхідною величиною яких є напруга або струм, які підводяться через осмотичну комірку до електродів, а вихідною – переміщення, яке визначається об’ємом рідини, що переноситься через пористу перегородку, або ж осмотичний тиск.

В одних і в інших перетворювачах вхідна величина може бути як сталою в часі, так і змінною.

Найбільш поширені серед перетворювачів механічних величин в ЕРС перетворювачі зі штивними перетворювальними пористими перегородками 1 і перфорованими електродами 2 (рис.6). В перетворювачах зі сталою вхідною величиною, які називаються перетворювачами сталої течії, робоча рідина безперервно протікає через перетворювальний елемент в одному напрямку. Перетворювач зі змінною вхідною величиною містить обмежений об'єм рідини, що знаходиться в його робочій камері. Перші застосовуються при вимірюваннях витрат і для контролю складу рідин, другі - для перетворень різноманітних механічних величин, наприклад, тиску, швидкості, прискорення.

Рис. 6. Будова електрокінетичних перетворювачів зі штивною пористою перегородкою

Осмотичні перетворювачі широко не застосовуються як перетворювачі вимірювальної інформації, тому зупинятися на них ми не будемо.

Створення електрокінетичних перетворювачів пов'язане з певними конструктивними труднощами, що пояснюються, головним чином, вибором необхідних матеріалів, які забезпечили б одержання бажаних технічних характеристик, їх стабільності в часі тощо. Це, насамперед, стосується чутливого елемента або так званої перетворюючої пари: робоча рідина та пориста перегородка. Робоча рідина в парі з відповідною пористою перегородкою повинна забезпечувати максимальний електрокінетичний ефект, мати велику діелектричну проникність, малу електропровідність та механічну в'язкість. Пориста перегородка повинна мати високі електроізоляційні властивості, достатню механічну міцність. Як робочі рідини використовують однокомпонентні полярні рідини, такі, як ацетон, нітробензол, ацетонітрил, а для перегородок - поліетилен, кварц, фторопласт-4, скло.

Найтехнологічнішими для корпусів електрокінетичних перетворювачів є полімерні матеріали. В деяких випадках можливе використання хімічно стійкого скла. Мембрани таких перетворювачів можуть бути як металевими (фосфориста або берилієва бронза), так і неметалевими, наприклад, поліетиленові або фторопластові плівки.

Розглянемо деякі найхарактерніші електрокінетичні перетворювачі. Електрокінетичний перетворювач вібрографа (рис.7) складається з електрокінетичного чутливого елемента 1, вібраційні коливання до якого передаються від досліджуваного елемента через щуп 2. Корпус 3 перетворювача в процесі роботи повинен бути прикріплений до нерухомого об'єкта. Діюче значення вихідної ЕРС при синусоїдному характері вібраційних коливань таке

Рис.7. Будова електрокінетичного перетворювача віброметра

Електрокінетичні віброперетворювачі характеризуються такими технічними даними: частота віброколивань 5...200 Гц, амплітуда 15...500мкм, механічна стала часу від сотих часток до однієї секунди, а чутливість в робочому діапазоні 0,1...1 мВ/мкм.

На рис. 8 показана будова електрокінетичного лінійного акселерометра. Під час роботи корпус акселерометра 1 жорстко кріпиться до досліджуваного об'єкта, внаслідок чого коливання досліджуваного об'єкта передаються безпосередньо на корпус перетворювача. Внаслідок інерції рідини в камерах комірки та наявності пружних мембран 2 переміщення рідини відносно пористої перегородки З приводить до появи на виході перетворювача ЕРС, яка при дотриманні певних конструктивних вимог буде пов'язана з досліджуваним прискоренням.

Рис. 8. Будова електрокінетичного перетворювача акселерометра

Контрольні запитання:

1. Що називається електрохімічним вимірювальним перетворювачем?

2. Назвіть основні фізико-хімічні процеси, які відбуваються в електрохімічних перетворювачах.

3. Принцип дії та будова електрохімічних резистивних перетворювачів.

4. Принцип дії та будова гальванічних перетворювачів рН-метрів.

5. Принцип дії та будова електрокінетичних перетворювачів.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Гальванічні перетворювачі рН-метрів	\|	Основні гальваномагнітні ефекти

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.024 сек.