bahay > NOON > Mga Thermocouple. Mga kagamitan sa pagsukat Pamamaraan sa trabaho


Mga Thermocouple. Mga kagamitan sa pagsukat Pamamaraan sa trabaho




9.1. Layunin

Pagpapasiya ng pag-asa ng thermoelectromotive na puwersa ng isang thermocouple sa pagkakaiba ng temperatura ng mga junction.

Sa isang closed circuit (Larawan 9.1), na binubuo ng hindi magkatulad na mga conductor (o semiconductors) A at B, isang electromotive force (emf) E T ay bumangon at isang kasalukuyang dumadaloy kung ang mga contact 1 at 2 ng mga conductor na ito ay pinananatili sa magkaibang temperatura T 1 at T 2 . Itong emf ay tinatawag na thermoelectromotive force (thermo-emf), at ang isang electric circuit ng dalawang magkaibang konduktor ay tinatawag na thermocouple. Kapag ang tanda ng pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng mga junction ay nagbabago, ang direksyon ng kasalukuyang thermocouple ay nagbabago. ito
ang phenomenon ay tinatawag na Seebeck phenomenon.

Mayroong tatlong kilalang dahilan para sa paglitaw ng thermo-EMF: ang pagbuo ng isang direktang daloy ng mga carrier ng singil sa isang konduktor sa pagkakaroon ng gradient ng temperatura, ang pagkaladkad ng mga electron sa pamamagitan ng mga phonon, at isang pagbabago sa posisyon ng antas ng Fermi depende sa temperatura. Isaalang-alang natin ang mga kadahilanang ito nang mas detalyado.

Sa pagkakaroon ng gradient ng temperatura dT / dl sa kahabaan ng conductor, ang mga electron sa mainit na dulo nito ay may mas malaking kinetic energy, at samakatuwid ay mas mataas ang bilis ng magulong paggalaw kumpara sa mga electron ng malamig na dulo. Bilang resulta, mayroong isang nangingibabaw na daloy ng mga electron mula sa mainit na dulo ng konduktor hanggang sa malamig, isang negatibong singil ang naipon sa malamig na dulo, at isang hindi nabayarang positibong singil ay nananatili sa mainit na dulo.

Ang akumulasyon ay nagpapatuloy hanggang ang nagresultang potensyal na pagkakaiba ay nagdudulot ng pantay na daloy ng mga electron. Ang algebraic na kabuuan ng mga potensyal na pagkakaiba sa circuit ay lumilikha ng volumetric na bahagi ng thermo-emf.

Bilang karagdagan, ang umiiral na gradient ng temperatura sa conductor ay humahantong sa nangingibabaw na paggalaw (drift) ng mga phonon (quanta ng vibrational energy ng crystal lattice ng conductor) mula sa mainit na dulo hanggang sa malamig. Ang pagkakaroon ng naturang drift ay humahantong sa katotohanan na ang mga electron na nakakalat ng mga phonon mismo ay nagsisimulang gumawa ng direktang paggalaw mula sa mainit na dulo hanggang sa malamig. Ang akumulasyon ng mga electron sa malamig na dulo ng konduktor at ang pag-ubos ng mga electron mula sa mainit na dulo ay humahantong sa paglitaw ng isang bahagi ng phonon ng thermo-emf. Bukod dito, sa mababang temperatura, ang kontribusyon ng sangkap na ito ay ang pangunahing isa sa paglitaw ng thermal emf.

Bilang resulta ng parehong mga proseso, lumilitaw ang isang electric field sa loob ng konduktor, na nakadirekta patungo sa gradient ng temperatura. Ang intensity ng field na ito ay maaaring kinakatawan bilang

E = -dφ / dl = (-dφ / dT) (-dt / dl)=-β (-dT / dl)

kung saan β = dφ / dT.

Iniuugnay ng ugnayan (9.1) ang lakas ng patlang ng kuryente E sa gradient ng temperatura dT / dl. Ang nagreresultang field at ang gradient ng temperatura ay may magkasalungat na direksyon, kaya mayroon silang iba't ibang mga palatandaan.

Ang field na tinutukoy ng expression (9.1) ay ang field ng external forces. Ang pagsasama ng lakas ng field na ito sa seksyon ng circuit AB (Fig. 9.1) mula sa junction 2 hanggang junction 1 at sa pag-aakalang T 2 > T 1, nakakakuha kami ng expression para sa thermo-emf na kumikilos sa seksyong ito:



(Nagbago ang sign kapag nagbago ang mga limitasyon sa pagsasama.) Sa katulad na paraan, tinutukoy namin ang thermo-emf na kumikilos sa seksyon B mula sa junction 1 hanggang junction 2.

Ang ikatlong dahilan para sa paglitaw ng thermo-emf. ay posisyon na umaasa sa temperatura ng antas ng Fermi, na tumutugma sa pinakamataas na antas ng enerhiya na inookupahan ng mga electron. Ang antas ng Fermi ay tumutugma sa enerhiya ng Fermi E F na maaaring magkaroon ng mga electron sa antas na ito.

Ang enerhiya ng Fermi ay ang pinakamataas na enerhiya na maaaring magkaroon ng mga conduction electron sa isang metal sa 0 K. Ang antas ng Fermi ay magiging mas mataas, mas malaki ang density ng electron gas. Halimbawa (Figure 9.2), ang E FA ay ang Fermi energy para sa metal A, at ang E FB ay para sa metal B. Ang mga halaga ng E PA at E PB ay ang pinakamataas na potensyal na enerhiya ng mga electron sa mga metal A at B, ayon sa pagkakabanggit. Kapag nagkadikit ang dalawang magkaibang metal na A at B, ang pagkakaroon ng pagkakaiba sa antas ng Fermi (E FA > E FB) ay humahantong sa paglipat ng mga electron mula sa metal A (na may mas mataas na antas) patungo sa metal B (na may mababang antas ng Fermi) .

Sa kasong ito, ang metal A ay positibong sinisingil, at ang metal B ay negatibong sinisingil. Ang hitsura ng mga singil na ito ay nagdudulot ng pagbabago sa mga antas ng enerhiya ng mga metal, kabilang ang mga antas ng Fermi. Sa sandaling mapantayan ang mga antas ng Fermi, ang dahilan na nagiging sanhi ng kagustuhang paglipat ng mga electron mula sa metal A hanggang sa metal B ay mawawala, at ang isang dinamikong ekwilibriyo ay naitatag sa pagitan ng mga metal. Mula sa fig. 9.2 makikita na ang potensyal na enerhiya ng isang electron sa metal A ay mas mababa kaysa sa B sa pamamagitan ng halaga E FA-E FB. Alinsunod dito, ang potensyal sa loob ng metal A ay mas mataas kaysa sa loob ng B ayon sa halaga)

U AB = (E FA - E FB) / l


Nagbibigay ang expression na ito ng potensyal na pagkakaiba sa panloob na contact. Ang potensyal ay bumababa sa halagang ito sa panahon ng paglipat mula sa metal A hanggang sa metal B. Kung ang parehong thermocouple junctions (tingnan ang Fig. 9.1) ay nasa parehong temperatura, kung gayon ang mga pagkakaiba sa potensyal ng pakikipag-ugnay ay pantay at nakadirekta sa magkasalungat na direksyon.

Sa kasong ito, kinansela nila ang isa't isa. Ito ay kilala na ang antas ng Fermi, bagaman mahina, ay nakasalalay sa temperatura. Samakatuwid, kung ang temperatura ng mga junctions 1 at 2 ay iba, kung gayon ang pagkakaiba ng U AB (T 1) - U AB (T 2) sa mga contact ay nagbibigay ng kontribusyon sa contact nito sa thermal emf. Maaari itong ihambing sa volumetric thermo-emf. at katumbas ng:

E cont \u003d U AB (T 1) - U AB (T 2) \u003d (1 / l) ( + )

Ang huling expression ay maaaring kinakatawan tulad ng sumusunod:

Ang resultang thermo-emf. Ang (ε T) ay binubuo ng emf na kumikilos sa mga contact 1 at 2 at emf na kumikilos sa mga seksyon A at B.

E T = E 2A1 + E 1B2 + E cont.

Ang pagpapalit ng mga expression (9.3) at (9.6) sa (9.7) at nagsasagawa ng mga pagbabago, nakukuha namin

kung saan α = β - ((1/l) (dE F / dT))

Ang halaga ng α ay tinatawag na thermo-emf coefficient. Dahil ang parehong β at dE F / d T ay nakasalalay sa temperatura, ang coefficient α ay isang function din ng T.

Isinasaalang-alang ang (9.9), ang expression para sa thermo-EMF ay maaaring katawanin bilang:


Ang dami α AB ay tinatawag kaugalian o sa hiwalay na thermo-EMF ang pares na ito ng mga metal. Ito ay sinusukat sa W/K at mahalagang nakadepende sa likas na katangian ng mga materyales sa pakikipag-ugnayan, gayundin sa hanay ng temperatura, na umaabot sa humigit-kumulang 10 -5 ÷10 -4 V/K. Sa isang maliit na hanay ng temperatura (0-100°C) partikular na thermo-emf. mahinang nakadepende sa temperatura. Pagkatapos ang formula (9.11) ay maaaring katawanin na may sapat na antas ng katumpakan sa anyo:

E T \u003d α (T 2 - T 1)

Sa semiconductors, hindi tulad ng mga metal, mayroong isang malakas na pag-asa sa konsentrasyon ng mga carrier ng singil at ang kanilang kadaliang kumilos sa temperatura. Samakatuwid, ang mga epekto na tinalakay sa itaas, na humahantong sa pagbuo ng isang thermal emf, ay mas malinaw sa semiconductors; higit pa at umabot sa mga halaga ng pagkakasunud-sunod ng 10 -3 V/K.

9.3. Paglalarawan ng setup ng laboratoryo

Upang pag-aralan ang pag-asa ng thermo-emf. sa pagkakaiba ng temperatura ng mga junction (mga contact), sa gawaing ito ay gumagamit kami ng isang thermocouple na gawa sa dalawang piraso ng wire, ang isa ay isang chromium-based na haluang metal (chromel), at ang isa ay isang aluminum-based na haluang metal (alumel) . Ang isang junction, kasama ang isang thermometer, ay inilalagay sa isang sisidlan na may tubig, ang temperatura T 2 nito ay maaaring baguhin sa pamamagitan ng pag-init sa isang electric stove. Ang temperatura ng kabilang junction T 1 ay pinananatiling pare-pareho (Larawan 9.3). Ang nagresultang thermal emf. sinusukat gamit ang digital voltmeter.

9.4. Eksperimental na pamamaraan at pagproseso ng mga resulta
9.4.1. Eksperimental na pamamaraan

Gumagamit kami ng mga direktang sukat ng emf na nagmumula sa thermocouple. Ang temperatura ng mga junction ay tinutukoy ng temperatura ng tubig sa mga sisidlan gamit ang isang thermometer (tingnan ang Fig. 9.3)

9.4.2. Order sa trabaho

  1. Ikonekta ang power cord ng voltmeter sa mains.
  2. Pindutin ang mains button sa front panel ng digital voltmeter. Hayaang magpainit ang device sa loob ng 20 minuto.
  3. Maluwag ang clamp screw sa thermocouple stand, iangat ito at i-secure. Ibuhos ang malamig na tubig sa magkabilang baso. Bitawan ang mga thermocouple junction sa mga beaker sa humigit-kumulang kalahati ng lalim ng tubig.
  4. Isulat sa talahanayan. 9.1 ang halaga ng paunang temperatura T 1 ng mga junction (tubig) ayon sa thermometer (para sa kabilang junction ay nananatiling pare-pareho ito sa buong eksperimento).
  5. Buksan ang electric stove.
  6. Itala ang mga halaga ng emf. at temperatura T 2 sa talahanayan. 9.1 bawat sampung degree.
  7. Kapag kumulo ang tubig, patayin ang electric stove at voltmeter.

9.4.3. Pagproseso ng mga resulta ng pagsukat

  1. Batay sa data ng pagsukat, i-plot ang dependence ng emf. thermocouples 8T (ordinate axis) sa pagkakaiba sa temperatura ng mga junctions ΔT \u003d T 2 - T 1 (abscissa axis).
  2. Gamit ang resultang graph ng linear dependence ng E T sa ∆T, tukuyin ang partikular na thermal emf. ayon sa formula: α = ∆E T / ∆(∆T)

9.5. Checklist
  1. Ano ang kakanyahan at ano ang likas na katangian ng Seebeck phenomenon?
  2. Ano ang sanhi ng paglitaw ng volumetric na bahagi ng thermo-emf?
  3. Ano ang sanhi ng paglitaw ng phonon component ng thermo-emf?
  4. Ano ang nagiging sanhi ng isang potensyal na pagkakaiba sa pakikipag-ugnay?
  5. Anong mga aparato ang tinatawag na thermocouple at saan ginagamit ang mga ito?
  6. Ano ang kakanyahan at ano ang katangian ng Peltier at Thomson phenomena?
  1. Savelyev I.V. Kurso ng pangkalahatang pisika. T.3. - M.: Nauka, 1982. -304 p.
  2. Epifanov G.I. Solid state physics. M.: Mas mataas na paaralan, 1977. - 288 p.
  3. Sivukhin DV Pangkalahatang kurso ng pisika. Kuryente. T.3. - M.: Nauka, 1983. -688 p.
  4. Trofimova T. I. Kurso sa pisika. M. : Mas mataas na paaralan, 1985. - 432 p.
  5. Detlaf A. A., Yavorsky V. M. kursong Physics. M. : Mas mataas na paaralan, 1989. - 608 p.

ziruemogo solusyon sa bawat yunit. Sa mga sukat ng produksyon, ang mga electrodes ng hydrogen ay hindi ginagamit, dahil hindi ito maginhawang gamitin.

8.1.1. pagsukat ng cell metrong pH

AT Dahil sa ang katunayan na ang potensyal ng elektrod ay hindi maaaring direktang masukat, ang isang galvanic cell ay ginagamit sa potentiometric na pamamaraan, kung saan ang isang electrode ay isang pagsukat, at ang isa ay isang reference electrode (o auxiliary), ang potensyal nito ay hindi depende sa konsentrasyon ng mga inimbestigahang ion ng solusyon. Ang pagsukat ng elektrod ay inilalagay sa nasuri

likidong daluyan, isang potensyal na jump EX ay nilikha dito, na tinutukoy ng konsentrasyon ng mga ion sa daluyan na ito. Ang potensyal ng reference electrode ay dapat palaging manatiling pare-pareho anuman ang mga pagbabago sa komposisyon ng medium.

AT Ang mga electrodes ng salamin ay ginagamit bilang mga electrodes sa pagsukat, ang bahagi ng tagapagpahiwatig na kung saan ay gawa sa mga espesyal na uri ng salamin na may function ng hydrogen. Bilang sanggunian o pantulong na elektrod, kadalasang ginagamit ang calomel o silver chloride electrodes. Nabibilang sila sa mga electrodes ng tinatawag na pangalawang uri, na binubuo ng isang metal, ang matipid na natutunaw na asin nito, at isang matipid na natutunaw na asin na may parehong anion bilang ang matipid na natutunaw na asin.

Ang pangkalahatang view ng cell na may salamin na pagsukat ng elektrod ay ipinapakita sa fig. 1, kung saan ang 1 ay isang glass indicator electrode, ang 2 ay isang calomel reference electrode.

Ang EMF ng electrode sensor ng pH meter ay binubuo ng isang bilang ng mga potensyal:

E cell \u003d E k + E vn + E x + E cf + E d,

kung saan ang E k ay ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng contact auxiliary electrode at ang solusyon na pumupuno sa glass electrode; E ext - potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng solusyon at ang panloob na ibabaw ng pagsukat ng lamad; Ang E x ay ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng panlabas na ibabaw ng lamad ng salamin at ng kontroladong daluyan (pH function); Ang E cf ay ang potensyal na pagkakaiba sa interface ng mercury (Hg) - calomel (Hg 2 Cl 2); E d - potensyal na pagsasabog sa hangganan ng contact ng dalawang media - KCl at kinokontrol na kapaligiran. Chloe

Potassium ride KCl ang papel ng isang electrolytic key na nag-uugnay sa nasuri na solusyon sa elektrod.

kanin. 1. Ang electrical circuit ng pagsukat ng cell ng pH meter

Sa kasong ito, ang mga halaga ng E k , E vn , E v ay pare-pareho at hindi nakasalalay sa komposisyon ng nasuri na daluyan. Ang diffusion potential E d ay napakaliit at maaaring mapabayaan. Kaya, ang kabuuang EMF ay tinutukoy ng aktibidad ng mga hydrogen ions: E cell \u003d E x + E.

Kaya, ang E cell \u003d f (pH), iyon ay, ang E cell ay isang linear function ng pH, na ginagamit sa electrical measurement ng pH.

Ang pag-asa ng EMF ng electrode cell E cell sa pH ay tinutukoy ng mga katangian ng elektrod ng salamin at nailalarawan sa pamamagitan ng slope coefficient S ng mga katangian ng electrode system S= E/ pH. Ang isang pagbabago sa temperatura ng nasuri na solusyon ay nakakaapekto sa EMF ng sistema ng elektrod, na binabago ang slope ng nominal static na katangian (NSH) ng pagsukat ng elektrod. Kung ipinapahayag namin ang pag-asa na ito nang graphical (Larawan 2), pagkatapos ay makakakuha kami ng isang grupo ng mga intersecting na linya. Ang mga coordinate ng punto ng intersection ng mga tuwid na linya ay tinatawag na mga coordinate ng isopotential point (Е Н , рН Н ) at ang pinakamahalagang katangian ng sistema ng elektrod, na ginagabayan ng pagkalkula ng circuit ng kompensasyon ng temperatura ng metrong pH. Ang kabayaran sa temperatura ng mga pagbabago sa EMF ng sistema ng elektrod, bilang isang panuntunan, ay awtomatikong isinasagawa (sa tulong ng isang TS na kasama sa circuit ng isang pang-industriyang converter ng isang pH meter).

>> R ST.

kanin. 2. NSH ng pagsukat ng elektrod

Ang isang pagsukat ng cell na may isang glass electrode ay maaaring katawanin bilang isang katumbas na circuit (Larawan 3). Ang resistensya ng R cell ay napakataas dahil sa mataas na pagtutol ng glass electrode membrane R st (R cell 500 MΩ), Samakatuwid, ang daloy ng maliliit na alon sa pamamagitan ng panloob na paglaban ng cell ay magdudulot ng malaking error sa pagsukat:

UВХ \u003d EJCH - ICH RCH ; UВХ \u003d EYACH.

Makikita mula sa huling pagkakapantay-pantay na ang pangunahing kinakailangan sa pagsukat U IN = E YCH ay maaaring matugunan kung R IN >> RCH , i.e.

R IN

kanin. 3. Katumbas na circuit ng pagsukat ng cell

8.1.2. Industrial converter para sa pH meter GSP

Ang hanay ng awtomatikong pang-industriya na pH-meter ay binubuo ng isang submersible sensor (uri ng DPg-4M) o isang pangunahing sensor (uri ng DM-5M), isang transducer na may mataas na resistensya sa pagsukat at isang pangalawang aparato ng GSP para sa mga pangkalahatang layuning pang-industriya. Ang gawain ng pagsukat na aparato na kasama sa pH meter kit ay upang sukatin ang EMF ng electrode system, na, sa ilalim ng pare-parehong mga kondisyon ng temperatura, ay isang function ng pH.

Ang tumpak na pagsukat ng EMF ng pagsukat ng cell ng isang pH meter, na isang low-power source, ay nauugnay sa mga makabuluhang paghihirap. Una, ang isang kasalukuyang na ang density ay lumampas sa 10-7 A / cm2 ay hindi maaaring maipasa sa pagsukat ng cell, dahil ang kababalaghan ng electrode polarization ay maaaring mangyari, bilang isang resulta kung saan nabigo ang mga electrodes. Ang pangalawang makabuluhang kahirapan ay nakasalalay sa katotohanan na kapag direktang sinusukat ang EMF ng isang pH-meter cell na may kasalukuyang pagkonsumo, halimbawa, isang millivoltmeter, isang de-koryenteng circuit ay nilikha kung saan ang isang kasalukuyang dumadaloy, na tinutukoy ng kabuuan ng panloob. paglaban ng pagsukat ng elektrod (mga 500 ... 1000 MΩ) at ang paglaban ng aparato sa pagsukat. Sa kasong ito, dapat matugunan ang isang bilang ng mga kundisyon: ang kasalukuyang pagsukat ay dapat na mas mababa kaysa sa kasalukuyang polariseysyon ng mga electrodes; ang panloob na pagtutol ng aparato ay dapat na hindi bababa sa 100 beses na mas mataas kaysa sa paglaban ng glass electrode, na, gayunpaman, ay sumasalungat sa kinakailangan para sa mataas na sensitivity ng aparato. Sa bagay na ito, ang mga converter na may direktang pagsukat ng EMF ay halos hindi ginagamit.

Ang tanging paraan na nakakatugon sa lahat ng mga kinakailangan para sa pagsukat ng EMF ng isang pH meter cell ay ang kompensasyon (potentiometric) o zero na paraan ng pagsukat, ang pangunahing bentahe nito ay ang kawalan ng kasalukuyang sa oras ng pagbabasa. Gayunpaman, hindi dapat ipagpalagay na sa paraan ng kompensasyon ang elektrod ay hindi na-load sa lahat, at samakatuwid ang kababalaghan ng electrode polarization ay hindi kasama. Dito, ang kasalukuyang daloy (sa loob ng 10-12 A) ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa panahon ng proseso ng pagsukat ay palaging may hindi balanse, at sa oras ng pagsukat, ang kabayaran ay nakakamit lamang sa katumpakan kung saan ang sensitivity ng null indicator nagpapahintulot.

Sa kasalukuyan, ang mga electronic null indicators lamang (measuring transducers) na may static compensation ang ginagamit upang sukatin ang EMF ng isang electrode system na may glass electrode. Ang isang pinasimple na block diagram na nagpapaliwanag sa prinsipyo ng pagpapatakbo ng naturang converter ay ipinapakita sa fig. 4. Ang converter ay isang DC amplifier na sakop ng malalim na negatibong feedback ng feedback sa output current, na nagsisiguro ng malaking input resistance. Ang amplifier ay binuo ayon sa circuit para sa pag-convert ng direktang boltahe sa alternating boltahe na may kasunod na demodulation.

kanin. Fig. 4. Structural diagram ng paraan para sa pagsukat ng EMF ng pHmeter cell

Ang sinusukat na EMF E IA ay inihambing sa boltahe na U OUT na nabuo mula sa daloy ng kasalukuyang output ng amplifier I OUT sa pamamagitan ng risistor R OS. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga boltahe na ito ay pinapakain sa input ng amplifier U IN = E IJ -U OUT . Kung ang nakuha k \u003d U OUT / U IN, pagkatapos ay E IA \u003d U OUT / (1 + 1 / k). Na may sapat na malaking halaga ng k (k 500) E IA U OUT I OUT R OS , i.e. ang lakas ng kasalukuyang output ay halos proporsyonal sa input signal mula sa pH-meter na pagsukat ng cell.

Ang paggamit ng static na kompensasyon ay nagbibigay-daan sa maraming beses na bawasan ang kasalukuyang natupok mula sa cell ng pagsukat sa panahon ng proseso ng pagsukat.

Ang prinsipyong ito ay ipinatupad sa halos lahat ng pang-industriya na pH converter - metro: pH-201, P201, P202, P205 (semiconductor element base) at sa P215 (gamit ang standard microcircuits).

8.1.3. Paglalarawan ng converter P - 201

Ang mga Industrial transducers type P201 ay idinisenyo upang sukatin ang aktibidad ng mga hydrogen ions (pH value) ng mga solusyon at pulp sa mga sistema ng awtomatikong kontrol at regulasyon ng mga teknolohikal na proseso.

Ang mga transduser ay idinisenyo upang gumana sa anumang komersyal na magagamit na mga elementong sensitibo sa pH, tulad ng DPg-4M; DM-5M at iba pa.

Ang converter ay may boltahe at kasalukuyang mga output para sa pagkonekta ng mga pangalawang aparato na may kaukulang input

mga senyales.

Pangunahing teknikal na katangian:

mga limitasyon sa pagsukat

-1 hanggang 14 pH

limitasyon ng pinapayagang basic na nabawasan

mga error:

a) DC output signal at

DC boltahe

b) ayon sa instrumentong nagpapahiwatig

pagsukat ng paglaban sa salamin

elektrod

pantulong na pagtutol ng elektrod

oras ng pag-aayos

hindi hihigit sa 10 s

kasalukuyang output

output boltahe

0 hanggang 10 100mV

Ang converter ay idinisenyo para sa pag-install sa malapit sa mga pang-industriyang unit. Ang transduser ay maaaring binubuo ng isang makitid na profile na nagpapahiwatig ng aparato at ang transduser mismo, na naka-install sa isang karaniwang panel o hiwalay, o isang transduser lamang. Ang hitsura ng aparato ay ipinapakita sa fig. 5.

Ang casing 1 ay gawa sa sheet steel, ang cover 2 ay cast, gawa sa aluminum alloy. Sa harap na bahagi ng takip mayroong isang inskripsyon na may index ng aparato, isang takip 3 at isang screw plug 4.

kanin. 5. Hitsura ng converter P201

Ang isang frame ay naka-install sa loob ng casing, na nagsisilbing batayan para sa pag-install ng lahat ng mga bloke at elemento ng device. Sa front panel ng converter, na matatagpuan sa ilalim ng takip, ang mga axes ng variable resistors ay ipinapakita, na idinisenyo upang baguhin ang mga limitasyon ng pagsukat ng mga converter. Ang bloke na may mga clamp para sa mga panlabas na koneksyon sa kuryente ay matatagpuan sa isang saradong kompartimento, ang pag-access dito ay ibinibigay mula sa likurang dingding ng pabahay. Ang mga wire ay ipinakilala sa kompartimento sa pamamagitan ng apat na mga glandula sa ibabang dingding ng aparato (Larawan 6).

kanin. Fig. 6. Scheme ng mga panlabas na koneksyon sa kuryente ng converter P-201: TRM - universal meter-regulator; TKR - bloke ng mga resistor sa kompensasyon ng temperatura

8.1.4. Pag-verify at pagkakalibrate ng isang awtomatikong pH meter

Ang kasalukuyang pag-verify ng isang awtomatikong pH meter ay binubuo sa paghahambing ng mga pagbabasa nito sa mga pagbabasa ng isang control device. Sa isang makabuluhang pagkakaiba, ang mga pagbabasa ng device na nasa ilalim ng pagsubok ay itinatama gamit ang isang compensator o sa pamamagitan ng pagbabago ng pagkakalibrate ng transduser gamit ang mga tuning knobs. Maliban sa

Bilang karagdagan, ang isang mas detalyadong pagsusuri ng sensor at transduser ay dapat na isagawa nang pana-panahon.

Kasama sa pagsuri sa sensor ang mga sumusunod na operasyon:

1) maingat na panlabas na pagsusuri, lalo na sa mga bahaging nakakaugnay sa sinusukat na daluyan;

2) pagsuri sa mga de-koryenteng circuit, lalo na ang insulation resistance ng salamin at reference electrode circuits mula sa

kaugnay sa kaso, na dapat na hindi bababa sa 1012 ohms at 2108 ohms, ayon sa pagkakabanggit;

3) pagsuri sa mga katangian ng sistema ng elektrod sa pamamagitan ng mga solusyon sa buffer na may kilalang halaga ng pH gamit ang isang control laboratory pH meter.

Kasama sa pag-verify ng converter ang:

1) pagpapasiya ng pangunahing error sa pagsukat ng transduser at pagwawasto ng pagkakalibrate nito;

2) pagpapasiya ng karagdagang mga error sa pagsukat ng transduser mula sa isang pagbabago sa paglaban ng glass electrode R ST , mga pagbabago sa paglaban ng reference electrode RSR

at pagbabago sa potensyal ng kinokontrol na solusyon E X .

Upang i-calibrate ang sukat ng pH meter, kinakailangan na magkaroon ng I-01 o I-02 electrode system simulator.

Pinapayagan ka ng simulator ng sistema ng elektrod na suriin ang pagganap ng sensor ng pH-meter; ang impluwensya ng mga pagbabago sa paglaban ng mga electrodes at ang boltahe sa pagitan ng solusyon at katawan ng yunit sa mga pagbabasa ng aparato; kaligtasan sa ingay ng pH meter.

Gamit ang simulator, maaari mong kopyahin ang mga sumusunod na parameter ng sistema ng elektrod:

a) katumbas ng boltahe sa EMF ng sistema ng elektrod, sa hanay mula 0 hanggang 1000 mV;

b) paglaban na katumbas ng paglaban ng elektrod ng salamin: 0; 500 at 1000 MΩ;

c) katumbas ng paglaban sa paglaban ng auxiliary electrode: 10 at 20 kOhm;

d) katumbas ng boltahe sa EMF "ground - solution": 0 at

Ang simulator ay ang elektrikal na katumbas ng sistema ng elektrod (Larawan 7) at idinisenyo bilang isang portable na aparato na nakalagay sa isang kaso ng bakal na may naaalis na takip.

E W Rv

kanin. Fig. 7. Katumbas na circuit ng electrode system simulator: R I - paglaban ng electrode ng pagsukat ng salamin; Ang R B ay ang paglaban ng auxiliary electrode; E - kabuuang EMF ng sistema ng elektrod: E G - EMF "lupa - solusyon".

Sa front panel ng simulator ay may mga terminal para sa pagkonekta nito sa na-verify na pH meter gamit ang cable na kasama sa kit. Ang mga knobs para sa pagtatakda ng kinakailangang output boltahe, electrode resistance, kontroladong solusyon potensyal, atbp ay matatagpuan din doon.

8.2. KAGAMITAN AT MGA INSTRUMENTO

1. pang-industriyang converter P-201.

2. Electrode system simulator I-02.

3. Meter-regulator universal multi-channel TPM 138.

8.3. PAGSUNOD NG TRABAHO

1. Ipunin ang pag-install para sa pag-verify ng converter P-201 gamit ang I-02 simulator alinsunod sa scheme ng fig. 8 sa pamamagitan ng pagkonekta sa output ng simulator sa input na "Meas" at "Aux" ng transducer sa pamamagitan ng isang coaxial cable.

2. Ihanda ang simulator para sa trabaho. Upang gawin ito, pindutin ang mga switch ng simulator: "R At ” – pindutan 500; "EЗР", "RВ" - mga pindutan

"00" para sa EZP at "010" para sa RB ; “POWER” – button na “INTERNAL” at “ON”.

3. Ilapat ang kapangyarihan sa stand.

kanin. 8. Scheme ng pagpapatunay: 1 – I-02 electrode system simulator; 2 - sistema ng elektrod; 3 - high-resistance converter P-201; 4 - multichannel meter-regulator TPM 138

4. Gamitin ang mga arrow ^ v sa TPM 138 upang piliin ang channel No. 5, kung saan binibilang ang EMF.

5. Suriin ang converter.

Para dito:

5.1. I-dial sa mga button ng switch na "E, mV" ng simulator ang EMF value na tumutugma sa pH value ng digitized scale mark. Ang switch na "EX , mV" ay nakatakda sa posisyong "+" o "-" depende sa sign ng EMF sa talahanayan ng pagkakalibrate.

5.2. Upang makagawa ng pagbabasa ng mga indikasyon sa I-02 simulator. Tukuyin ang pangunahing error sa pagsukat sa RВ = 10

kOhm; EZ =0. Ang pangunahing error ay sinusuri sa lahat ng digitized scale mark sa panahon ng forward at reverse stroke at kinakalkula ng formula = [(E -E 0) / (E K -E H)] 100%, kung saan ang E 0 ay tabular (ang aktwal na halaga ng EMF ng electrode system na naaayon sa digitized scale mark na ito, mV, E – aktwal na halaga ng EMF, mV, E K , E N – EMF values ​​na tumutugma sa pangwakas at paunang marka ng sukat.

6. Ipakita ang mga resulta ng pag-verify sa isang ulat.

Ministri ng Edukasyon at Agham ng Russian Federation

Pederal na Ahensya para sa Edukasyon

Estado ng Saratov

Teknikal na Unibersidad

Pagsukat ng elektrod

potensyal at emf

Mga Alituntunin

sa kursong "Theoretical electrochemistry"

para sa mga mag-aaral ng espesyalidad

direksyon 550800

Lokal na pamamahagi ng electronic na edisyon

Naaprubahan

editoryal at paglalathala

Konseho ng Saratov

estado

teknikal na unibersidad

Saratov - 2006

Ang lahat ng karapatan sa pagpaparami at pamamahagi sa anumang anyo ay nananatili sa developer.

Ipinagbabawal ang ilegal na pagkopya at paggamit ng produktong ito.

Binuo ni:

Na-edit ni

Tagasuri

Scientific at technical library ng SSTU

Numero ng pagpaparehistro 060375-E

© Saratov State

teknikal na unibersidad, 2006

Panimula

Ang isa sa mga pangunahing konsepto ng electrochemistry ay ang mga konsepto ng electrochemical potential at EMF ng isang electrochemical system. Ang mga halaga ng mga potensyal na elektrod at EMF ay nauugnay sa mga mahahalagang katangian ng mga solusyon sa electrolyte bilang aktibidad (a), koepisyent ng aktibidad (f), mga numero ng paglilipat (n+, n-). Sa pamamagitan ng pagsukat ng potensyal at EMF ng electrochemical system, makalkula ng isa ang a, f, n+, n - electrolytes.

Ang layunin ng mga alituntunin ay upang maging pamilyar sa mga mag-aaral ang mga teoretikal na ideya tungkol sa mga sanhi ng mga potensyal na pagtalon sa pagitan ng isang elektrod at isang solusyon, na may pag-uuri ng mga electrodes, na pinagkadalubhasaan ang mga teoretikal na pundasyon ng paraan ng kompensasyon para sa pagsukat ng mga potensyal ng elektrod at EMF, gamit ang pamamaraang ito upang kalkulahin ang mga koepisyent ng aktibidad at mga numero ng transportasyon ng ion sa mga solusyon sa electrolyte.


Pangunahing konsepto

Kapag ang isang metal na elektrod ay nahuhulog sa isang solusyon, ang isang double electric layer ay lilitaw sa interface at, dahil dito, isang potensyal na pagtalon ay lilitaw.

Ang paglitaw ng isang potensyal na pagtalon ay sanhi ng iba't ibang mga kadahilanan. Ang isa sa mga ito ay ang pagpapalitan ng mga sisingilin na particle sa pagitan ng metal at ng solusyon. Kapag ang isang metal ay nahuhulog sa isang electrolyte solution, ang mga metal ions, na umaalis sa kristal na sala-sala at pumasa sa solusyon, ay dinadala ang kanilang mga positibong singil dito, habang ang ibabaw ng metal, kung saan ang labis na mga electron ay nananatili, ay nagiging negatibong sisingilin.

Ang isa pang dahilan para sa paglitaw ng mga potensyal ay ang pumipili na adsorption ng mga anion mula sa isang may tubig na solusyon sa asin sa ibabaw ng ilang inert metal. Ang adsorption ay humahantong sa paglitaw ng labis na negatibong singil sa ibabaw ng metal at, higit pa, sa paglitaw ng labis na positibong singil sa pinakamalapit na layer ng solusyon.

Ang pangatlong posibleng dahilan ay ang kakayahan ng mga polar uncharged na particle na ma-oriented adsorbed malapit sa phase boundary. Sa oriented adsorption, ang isa sa mga dulo ng dipole ng isang polar molecule ay nakaharap sa interface, at ang isa pa, patungo sa phase kung saan kabilang ang ibinigay na molekula.

Imposibleng sukatin ang ganap na halaga ng potensyal na pagtalon sa interface ng electrode-solution. Ngunit posible na sukatin ang EMF ng isang elemento na binubuo ng elektrod sa ilalim ng pag-aaral at ang elektrod, ang potensyal na kung saan ay may kondisyong kinuha bilang zero. Ang halaga na nakuha sa ganitong paraan ay tinatawag na "intrinsic" na potensyal ng metal - E.

Ang isang karaniwang electrode ng hydrogen ay nagsisilbing isang elektrod, ang potensyal ng balanse na kung saan ay karaniwang kinuha bilang zero.

Ang potensyal na ekwilibriyo ay isang potensyal na nailalarawan sa pamamagitan ng isang itinatag na ekwilibriyo sa pagitan ng isang metal at isang solusyon ng asin. Ang pagtatatag ng isang estado ng balanse ay hindi nangangahulugan na walang mga prosesong nangyayari sa lahat ng electrochemical system. Ang pagpapalitan ng mga ion sa pagitan ng solid at likidong mga phase ay nagpapatuloy, ngunit ang mga rate ng naturang mga transition ay nagiging pantay. Ang ekwilibriyo sa hangganan ng metal-solusyon ay tumutugma sa kondisyon

iUpang= iPERO=iO , (1)

saan iUpang ay ang kasalukuyang cathode;

iO – palitan ng kasalukuyang.

Upang sukatin ang potensyal ng elektrod sa ilalim ng pag-aaral, ang iba pang mga electrodes ay maaaring gamitin, ang potensyal nito ay kilala na may kaugnayan sa hydrogen standard electrode - reference electrodes.

Ang mga pangunahing kinakailangan para sa mga electrodes ng sanggunian ay ang pagiging matatag ng potensyal na pagtalon at mahusay na muling paggawa ng mga resulta. Ang mga halimbawa ng reference electrodes ay ang mga electrodes ng pangalawang uri: calomel:

Cl- / hg2 Cl2 , hg

Silver chloride electrode:

Cl- / AgCl, Ag

mercury sulfate electrode at iba pa. Ipinapakita ng talahanayan ang mga potensyal ng reference electrodes (ayon sa hydrogen scale).

Ang potensyal ng anumang elektrod - E, ay tinutukoy sa isang naibigay na temperatura at presyon sa pamamagitan ng halaga ng karaniwang potensyal at ang mga aktibidad ng mga sangkap na kasangkot sa reaksyon ng elektrod.


Kung ang reaksyon ay nagpapatuloy nang baligtad sa isang electrochemical system

υAA+υBB+…+.-zF→υLL+υMM

pagkatapos ay https://pandia.ru/text/77/491/images/image003_83.gif" width="29" height="41 src=">ln at Cu2+ (5)

Ang mga electrodes ng pangalawang uri ay mga metal na electrodes na pinahiran ng isang matipid na natutunaw na asin ng metal na ito at nahuhulog sa isang solusyon ng isang mataas na natutunaw na asin na may isang karaniwang anion na may isang matipid na natutunaw na asin: isang halimbawa ay ang silver chloride, calomel electrodes, atbp.

Ang potensyal ng isang electrode ng pangalawang uri, halimbawa, isang silver chloride electrode, ay inilarawan ng equation

EAg, AgCl/Cl-=E0Ag, AgCl/Cl-ln aCl - (6)

Ang redox electrode ay isang elektrod na gawa sa isang hindi gumagalaw na materyal at inilubog sa isang solusyon na naglalaman ng ilang sangkap sa mga na-oxidized at nabawasang anyo.

Mayroong simple at kumplikadong redox electrodes.

Sa simpleng redox electrodes, ang isang pagbabago sa valency ng particle charge ay sinusunod, ngunit ang kemikal na komposisyon ay nananatiling pare-pareho.

Fe3++e→Fe2+

MnO-4+e→MnO42-

Kung tinutukoy natin ang mga oxidized na ion bilang Ox, at ang mga nabawasang ion bilang Pula, kung gayon ang lahat ng mga reaksyon sa itaas ay maaaring ipahayag ng isang pangkalahatang equation

baka+ e→ Pula

Ang isang simpleng redox electrode ay nakasulat bilang isang diagram Pula, baka/ Pt, at ang potensyal nito ay ibinibigay ng equation

E Pula, Ox=E0 Pula, Ox+https://pandia.ru/text/77/491/images/image005_58.gif" width="29" height="41 src=">ln (8)

Ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang electrodes kapag ang panlabas na circuit ay naka-off ay tinatawag na electromotive force (EMF) (E) ng electrochemical system.

E= E+ - E- (9)

Ang isang electrochemical system na binubuo ng dalawang magkatulad na electrodes na nahuhulog sa isang solusyon ng parehong electrolyte ng iba't ibang mga konsentrasyon ay tinatawag na isang concentration cell.

Ang EMF sa naturang elemento ay lumitaw dahil sa pagkakaiba sa mga konsentrasyon ng mga solusyon sa electrolyte.

Eksperimental na pamamaraan

Paraan ng kompensasyon para sa pagsukat ng EMF at potensyal

Mga instrumento at accessories: R-37/1 potentiometer, galvanometer, baterya, Weston cells, carbon, copper, zinc electrodes, electrolyte solutions, silver chloride reference electrode, electrolytic key, electrochemical cell.

Ipunin ang diagram ng pag-install (Larawan 2)

e. ako. - electrochemical cell;

e. at. – inimbestigahan na elektrod;

e. Sa. - reference na elektrod;

e. k. - electrolytic key.

DIV_ADBLOCK84">

ang mga konsentrasyon ng CrO42- at H+ ions ay pare-pareho at katumbas ng 0.2 g-ion/l at 3-ion/l na konsentrasyon ng H+ ay nag-iiba at ay: 3; 2; isa; 0.5; 0.1 g-ion/l;

ang konsentrasyon ng CrO42-, Cr3+ ions ay pare-pareho at katumbas ng 2 g-ion/l at 0.1 g-ion/l, ayon sa pagkakabanggit, ang konsentrasyon ng H+ ions ay nag-iiba at ay: 2; isa; 0.5; 0.1; 0.05; 0.01 g-ion/l.

Gawain 4

Pagsukat ng potensyal ng isang simpleng redox system Mn+7, Mn2+ graphite.

ang konsentrasyon ng Mn2+ ion ay pare-pareho at katumbas ng 0.5 g-ion/l

nagbabago ang konsentrasyon ng mga ion ng MnO2-4 at 1; 0.5; 0.25; 0.1; 0.01 g-ion/l;

ang konsentrasyon ng MnO-4 ions ay pare-pareho at katumbas ng 1 g-ion/l

nagbabago ang konsentrasyon ng Mn2+ ions v at: 0.5; 0.25; 0.1; 0.05; 0.001 g-ion/l.

Pagproseso ng pang-eksperimentong data

1. Ang lahat ng nakuhang pang-eksperimentong data ay dapat ma-convert sa sukat ng hydrogen.

3. Bumuo ng isang graphical na pag-asa ng potensyal sa konsentrasyon sa mga coordinate E, lgC, gumuhit ng isang konklusyon tungkol sa likas na katangian ng impluwensya ng konsentrasyon ng mga potensyal na pagtukoy ng mga ion sa halaga ng potensyal na elektrod.

4. Para sa mga elemento ng konsentrasyon (gawain 2), kalkulahin ang diffusion potential jump φα gamit ang equation

φα = (10)

kapag sinusukat ang EMF sa pamamagitan ng paraan ng kompensasyon

1. Ang potentiometer ay dapat na grounded bago ang operasyon.

2. Kapag nagtatrabaho sa mga baterya, kailangan mong:

Gamitin upang suriin ang boltahe sa mga terminal gamit ang isang portable voltmeter;

Kapag nag-assemble ng mga baterya sa isang baterya, iwasang i-short ang case at mga terminal upang maiwasan ang matinding pagkasunog.

3. Pagkatapos ng trabaho, i-off ang lahat ng device.

Panitikan

1. Antropov electrochemistry:

aklat-aralin / .- 2nd ed. binago add.-M.: Higher school, 1984.-519s.

2.-Rotinyan electrochemistry: aklat-aralin / ,

L.: Chemistry, p.

3. Damask /, .- M .: Higher School, 1987.-296s.

Ano EMF(electromotive force) sa pisika? Ang electric current ay hindi naiintindihan ng lahat. Parang space distance, sa ilalim lang ng ilong. Sa pangkalahatan, hindi rin ito lubos na nauunawaan ng mga siyentipiko. Sapat na para maalala Nikola Tesla kasama ang kanyang mga sikat na eksperimento, mga siglo nang mas maaga sa kanilang panahon at kahit ngayon ay nananatili sa isang halo ng misteryo. Ngayon hindi namin nilulutas ang malalaking misteryo, ngunit sinusubukan naming malaman ano ang emf sa physics.

Kahulugan ng EMF sa pisika

EMF ay ang electromotive force. Tinutukoy ng liham E o ang maliit na letrang Griyego na epsilon.

Electromotive force- scalar na pisikal na dami na nagpapakilala sa gawain ng mga panlabas na puwersa ( pwersang hindi de-kuryenteng pinanggalingan) na tumatakbo sa mga de-koryenteng circuit ng alternating at direktang kasalukuyang.

EMF, gusto Boltahe e, sinusukat sa volts. Gayunpaman, ang EMF at boltahe ay magkaibang phenomena.

Boltahe(sa pagitan ng mga punto A at B) - isang pisikal na dami na katumbas ng trabaho ng epektibong electric field na ginawa kapag naglilipat ng isang unit test charge mula sa isang punto patungo sa isa pa.

Ipinapaliwanag namin ang kakanyahan ng EMF "sa mga daliri"

Upang maunawaan kung ano ang ano, maaari tayong magbigay ng isang halimbawa ng pagkakatulad. Isipin na mayroon tayong water tower na puno ng tubig. Ihambing ang tore na ito sa isang baterya.

Ang tubig ay nagbibigay ng pinakamataas na presyon sa ilalim ng tore kapag puno ang tore. Alinsunod dito, ang mas kaunting tubig sa tore, mas mahina ang presyon at presyon ng tubig na dumadaloy mula sa gripo. Kung bubuksan mo ang gripo, unti-unting aagos ang tubig sa una sa ilalim ng malakas na presyon, at pagkatapos ay dahan-dahan hanggang sa ganap na humina ang presyon. Dito ang stress ay ang pressure na ginagawa ng tubig sa ilalim. Para sa antas ng zero boltahe, kukunin namin ang pinakailalim ng tore.

Ganun din sa battery. Una, isasama namin ang aming kasalukuyang pinagmulan (baterya) sa circuit, isinasara ito. Hayaan itong maging isang orasan o isang flashlight. Habang ang antas ng boltahe ay sapat at ang baterya ay hindi na-discharge, ang flashlight ay kumikinang nang maliwanag, pagkatapos ay unti-unting namamatay hanggang sa tuluyang mawala.

Ngunit paano makasigurado na hindi mauubos ang presyon? Sa madaling salita, kung paano mapanatili ang isang pare-pareho ang antas ng tubig sa tore, at isang pare-pareho ang potensyal na pagkakaiba sa mga pole ng kasalukuyang pinagmulan. Kasunod ng halimbawa ng tore, ang EMF ay ipinakita bilang isang bomba, na nagsisiguro sa pag-agos ng bagong tubig sa tore.

Ang likas na katangian ng emf

Ang dahilan para sa paglitaw ng EMF sa iba't ibang kasalukuyang mga mapagkukunan ay iba. Ayon sa likas na katangian ng paglitaw, ang mga sumusunod na uri ay nakikilala:

  • Kemikal na emf. Nangyayari sa mga baterya at nagtitipon dahil sa mga reaksiyong kemikal.
  • Thermo EMF. Nangyayari kapag ang mga contact ng hindi magkatulad na conductor sa iba't ibang temperatura ay konektado.
  • EMF ng induction. Nangyayari sa isang generator kapag ang isang umiikot na konduktor ay inilagay sa isang magnetic field. Ang EMF ay mai-induce sa isang konduktor kapag ang konduktor ay tumatawid sa mga linya ng puwersa ng isang pare-parehong magnetic field o kapag ang magnetic field ay nagbabago sa magnitude.
  • Photoelectric EMF. Ang paglitaw ng EMF na ito ay pinadali ng hindi pangkaraniwang bagay ng isang panlabas o panloob na epekto ng photoelectric.
  • Piezoelectric emf. Ang EMF ay nangyayari kapag ang isang substansiya ay nakaunat o naka-compress.

Mga minamahal, ngayon ay isinasaalang-alang namin ang paksang "EMF for Dummies". Tulad ng nakikita mo, ang EMF puwersa ng hindi de-kuryenteng pinanggalingan, na nagpapanatili ng daloy ng electric current sa circuit. Kung gusto mong malaman kung paano nalulutas ang mga problema sa EMF, ipinapayo namin sa iyo na makipag-ugnayan aming mga may-akda– maingat na pinili at napatunayang mga espesyalista na mabilis at malinaw na magpapaliwanag sa kurso ng paglutas ng anumang pampakay na problema. At ayon sa tradisyon, sa dulo ay inaanyayahan ka naming panoorin ang video ng pagsasanay. Maligayang panonood at good luck sa iyong pag-aaral!

Mga instrumento para sa pagsukat ng temperatura ng mga likidong metal at EMF ng mga sensor ng aktibidad ng oxygen. mga sensor ng aktibidad ng oxygen.

Paglalarawan

Prinsipyo ng pagpapatakbo

Ang mga signal ng thermo-EMF mula sa pangunahing thermoelectric converter (thermocouple) at ang EMF mula sa mga sensor ng aktibidad ng oxygen (mV) na ibinibigay sa input na "pagsusukat" ng aparato para sa pagsukat ng temperatura ng mga likidong metal at ang EMF ng mga sensor ng aktibidad ng oxygen na iM2 Ang Sensor Lab ay kino-convert sa digital form at, ayon sa kaukulang programa, ay kino-convert sa temperatura at mga halaga ng aktibidad ng oxygen. Ang mga signal na ito ay natatanggap sa mga cycle hanggang 250 s-1. May 4 na input ang device: Ch0 at Ch2 - para sa pagsukat ng mga signal mula sa mga thermocouple, at Ch1, Ch3 - para sa pagsukat ng mga signal ng EMF mula sa mga sensor ng aktibidad ng oxygen.

Sa proseso ng mga pagsukat ng temperatura, ang isang pagsusuri ay ginawa ng pagbabago sa papasok na signal ng input upang matukoy ang output nito sa mga matatag na pagbabasa (nailalarawan ng mga parameter ng tinatawag na "lugar ng temperatura", na tinutukoy ng haba (oras) at taas (pagbabago ng temperatura). Kung sa panahong tinukoy ng haba ng lugar, ang aktwal na pagbabago sa temperatura ay hindi lalampas sa tinukoy na taas nito (ibig sabihin, ang pinapayagang pagbabago ng temperatura), kung gayon ang lugar ay ituturing na napili. Susunod, ang Ang iM Sensor Lab na aparato para sa pagsukat ng temperatura ng mga likidong metal at ang EMF ng mga sensor ng aktibidad ng oxygen ay nag-a-average ng mga halaga ng orasan ng temperatura na sinusukat sa haba ng napiling lugar, at nagpapakita ng average na halaga bilang resulta ng mga sukat sa screen.

Sa katulad na paraan, ang mga lugar ay inilalaan na naaayon sa output ng EMF sa mga matatag na pagbabasa, ang mga sukat nito ay itinakda din ng haba (oras) at taas (pinahihintulutang pagbabago sa halaga ng EMF).

Bilang karagdagan sa pagsukat ng temperatura ng paliguan, pinapayagan ka ng aparato na matukoy ang likidong temperatura ng likidong bakal, na maaaring muling kalkulahin ayon sa empirical equation sa nilalaman ng carbon. Ayon sa mga resulta ng mga sukat ng EMF na nabuo ng mga sensor ng aktibidad ng oxygen, ang aktibidad ng oxygen sa likidong bakal, cast iron at tanso, ang nilalaman ng carbon sa bakal, ang nilalaman ng asupre at silikon sa cast iron, ang aktibidad ng FeO (FeO + MnO ) sa likidong metalurhiko slags at ilang iba pang mga parameter ay tinutukoy sa pamamagitan ng pagkalkula na nauugnay sa thermal state at kemikal na komposisyon ng mga likidong metal. Ang aparato ay mayroon ding kakayahang matukoy ang antas ng paliguan (ang posisyon ng hangganan ng slag-metal) sa pamamagitan ng pagsusuri sa rate ng mga pagbabago sa temperatura kapag ang thermocouple ay nahuhulog sa paliguan at pagtukoy ng kapal ng slag layer na may mga espesyal na probes.

Ang mga instrumento para sa pagsukat ng temperatura ng mga likidong metal at ang EMF ng iM2 Sensor Lab oxygen activity sensor ay may dalawang pagbabago, na naiiba sa pagkakaroon o kawalan ng touch LCD screen (Figure 1). Sa kawalan ng isang screen, ang aparato ay kinokontrol mula sa isang panlabas na computer o mula sa isang pang-industriya na tablet. Sa kasong ito, ang espesyal na software ay ibinibigay para sa komunikasyon sa pagitan nila.

Ang touch screen ay matatagpuan sa front panel ng pabahay ng instrumento at ipinapakita ang progreso ng mga sukat, mga resulta nito at iba pang impormasyon na nauugnay sa mga sukat sa digital at graphical na mga form. Ang screen ay nagpapakita rin ng isang menu sa anyo ng mga tab na teksto, na ginagamit upang kontrolin ang aparato, ang mga diagnostic nito at tingnan ang data sa pagpapatupad.

Sheet No. 2 Kabuuang mga sheet 4

nakaraang mga sukat. Sa pagbabagong "walang screen", ang lahat ng impormasyon sa itaas ay ipinapakita sa screen ng isang computer o pang-industriya na tablet.

Ang mga electronic board ng device para sa pagsukat ng temperatura ng mga likidong metal at ang EMF ng iM2 Sensor Lab oxygen activity sensor ay inilalagay sa dust-proof steel case na ginawa ayon sa 19” na pamantayan para sa pag-mount sa mounting rack o mounting sa isang kalasag.

Ang mga signal mula sa mga pangunahing transduser ay maaaring maipadala sa aparato sa dalawang paraan - sa pamamagitan ng cable at sa pamamagitan ng radyo. Sa huling kaso, ang aparato ay konektado sa receiving unit (Receiver Box) sa pamamagitan ng isang serial interface, at isang transmitter (QUBE) ay naka-install sa hawakan ng mga submersible rod, na nagko-convert ng mga signal mula sa mga sensor sa mga signal ng radyo na ipinadala sa ang tumatanggap na yunit. Ang huli ay tumatanggap ng mga ito at inilipat ang mga ito sa aparato para sa pagproseso.

Ang aparato ay hindi selyadong.

Software

Ang pag-install ng software (SW) ay isinasagawa sa tagagawa. Ang pag-access sa metrologically makabuluhang bahagi ng software ay hindi posible.

Ang disenyo ng MI ay hindi kasama ang posibilidad ng hindi awtorisadong impluwensya sa software ng instrumento sa pagsukat at impormasyon sa pagsukat.

Antas ng proteksyon ng firmware laban sa hindi sinasadya at sinasadyang mga pagbabago

Mataas ayon sa R ​​50.2.077-2014.

Mga pagtutukoy

Ang metrological at teknikal na mga katangian ng mga aparato para sa pagsukat ng temperatura ng mga likidong metal at ang EMF ng iM2 Sensor Lab na mga sensor ng aktibidad ng oxygen ay ibinibigay sa Talahanayan 1. Talahanayan 1

* - nang hindi isinasaalang-alang ang error ng pangunahing converter, extension cable at EMF sensor.

I-type ang marka ng pag-apruba

Ang uri ng marka ng pag-apruba ay typographically inilapat sa pamagat ng pahina ng pagpapatakbo ng dokumentasyon sa pamamagitan ng typographical na paraan at sa front panel ng instrumento sa pamamagitan ng offset printing paraan.

pagkakumpleto

Ang pagkakumpleto ng instrumento sa pagsukat ay ibinibigay sa Talahanayan 2. Talahanayan 2

Pagpapatunay

ay isinasagawa ayon sa MP RT 2173-2014 "Mga instrumento para sa pagsukat ng temperatura ng mga likidong metal at EMF ng mga sensor ng aktibidad ng oxygen na iM2 Sensor Lab. Pamamaraan ng Pag-verify", na inaprubahan ng GCI SI FBU "Rostest-Moscow" noong Oktubre 26, 2014.

Ang pangunahing paraan ng pagpapatunay ay ibinibigay sa Talahanayan 3. Talahanayan 3

Impormasyon tungkol sa mga paraan ng pagsukat

Ang impormasyon tungkol sa mga paraan ng pagsukat ay nakapaloob sa manual ng pagtuturo.

Mga dokumento sa regulasyon at teknikal na nagtatatag ng mga kinakailangan para sa mga instrumento para sa pagsukat ng temperatura ng mga likidong metal at EMF ng mga sensor ng aktibidad ng oxygen iM2 Sensor Lab

1 Teknikal na dokumentasyon ng tagagawa Heraeus Electro-Nite GmbH & Co. kg.

2 GOST R 52931-2008 "Mga instrumento para sa pagsubaybay at pag-regulate ng mga teknolohikal na proseso. Pangkalahatang teknikal na kondisyon".

3 GOST R 8.585-2001 “GSP. Mga Thermocouple. Mga katangian ng nominal na static na conversion.

4 GOST 8.558-2009 “GSP. State Verification Scheme para sa Temperature Measuring Instruments.

kapag nagsasagawa ng trabaho sa pagtatasa ng pagsang-ayon ng mga produkto at iba pang mga bagay na may ipinag-uutos na mga kinakailangan alinsunod sa batas ng Russian Federation sa teknikal na regulasyon.