Высокочастотная безэлектродная кондуктометрия

Диапазон частот напряжения питания от одного до нескольких сотен МГц. В зависимости от типа датчика различают емкостную и индуктивную кондуктометрию.

Полная проводимость ячеек состоит из активной и реактивной составляющей.

Активная составляющая обусловлена процессом миграции ионов под действием внешнего электрического поля.

Реактивная составляющая обусловлена явлением поляризации из-за смещения заряженных частиц.

Емкостные ячейки.

Взаимосвязь внешнего электрического поля осуществляется во всем объеме раствора. Миграция происходит в фазе с напряжением.

Различают несколько видов поляризации:

1. Электронная поляризация. Под действием внешнего электрического поля нарушаются орбиты электронов. Если устранить электрическое поле, то электроны возвращаются на исходные орбиты с временем релаксации 10^-16 – 10^-14 с – это мгновенная поляризация.

2. Дипольная поляризация. Диполи окружают положительно или отрицательно заряженные ионы растворов электролитов. Если внести раствор в высокочастотное поле, то диполи меняют свое положение в соответствии с зарядами на пластинах. Если убрать поле, то все приходит в исходное состояние с временем релаксации 10^-9 – 10^-7 с – это релаксационная поляризация.

Для вывода статической характеристики емкостного датчика используют ся эквивалентные электрические схемы.

Наибольшее распространение получила:

С₁ – емкость стенок датчика

С₂ – емкость, характеризующая диэлектрические свойства раствора электролита

R – активное сопротивление раствора

Для полной проводимости:

G – активная проводимость

В – реактивная проводимость

- контактная проводимость

Эта зависимость носит экстремальный характер.

Для измерения используют левый склон кривых. Его размеры от 10^-6 до 10^-3, т.е. емкостные датчики используют для низкоконцентрированных растворов электролитов.

Проанализируем В:

;

если , то

если , то

если , то и наоборот, графически это выглядит так:

Дата добавления: 2014-01-20