CS201642B1 - Člónok kapaoitného typu - Google Patents
Člónok kapaoitného typu Download PDFInfo
- Publication number
- CS201642B1 CS201642B1 CS866777A CS866777A CS201642B1 CS 201642 B1 CS201642 B1 CS 201642B1 CS 866777 A CS866777 A CS 866777A CS 866777 A CS866777 A CS 866777A CS 201642 B1 CS201642 B1 CS 201642B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- electrode
- cell
- measured
- wall
- medium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
Článok kapacítného typu aa týká merania vysokofrekvenčněj vodivosti kvapalín, dielektrioke j konštanty látok a dielektriokýoh etrát látok. Tohto sa dá s výhodou použit’ na etanovenie určitej zložky meraného mádla, ktorej obsah v médiu je úměrný buá vodivos ti, dielektriokej konátaňte alebo dielektriokým stratám.
Doteraz používané články sa vyznačujú tým, že majú najmenej dve elektrody, pričom všetky sú galvanioky oddělené elektroizolačným materiálom od meraného média. Podlá charakteru média a spóaobu merania móžeme týmito článkami merať buď aktlvnu zložků impedanoie, připadne admitanoie alebo reaktivnu (imaginárau) zložků impedanoie (susoeptanoiu), poťažne efektívnu kapacitu. Výsledná impedanoia týohto člénkov, ak sa meria pri konštant nom napátl je:
Re
CU Re K /1/
2 2 1 +CU He K
CUC kde Re je nlzkofrekvenčný odpor elektrolytu CO je kruhová frekvencia
K je kapaoita článku C je kapaoita stien článku i = Ti . „ 2 Z2 + Re Co K
Pre oelkovú admitaneiu Y platí:
2 Re CO C
CUC + Ue2OQ3CK /c + K/ + Re2 CO2 /C + K/2 + Re2CU2 /G + K/ /2/
Z rovnío 1 a 2 vyplývá, že najlepšie podmienky pre meranie dosiahneme, ak bude poměr
C , go možno najvyšší. Pri merani vysokovodivýoh systémov /nad 10 J S, S = Siemens/,
K · frekvenoiou nad 100 MHz hodnota aktívneho odporu sa blíži k nule. Hodnota reaktívneho odporu je závislá na dielektriokej konštante meraného média, protože poměr C sa nedá K nezávisle zvyšovat’. Je potřebné použit’ elektroizolačný materiál s malou hrúbkou steny a vyaokou dielektrickou konštantou, malým prierezom článku a velkou vzdialenosťou medzi elektrodami, člm sa konštrukčne tieto člénky vel’mi komplikujú a vzhladom na vysokú použIvanů frekvenoiu sa už vlastně jedná o indukčno-kapaoitné články.
Podlá tohoto vynálezu článok kapacitného typu pozostáva najmenej z dvoch elektrod umiestnených na dutom tvarovanom profile z elektricky nevodivého materiálu, s výhodou rúrkovitého tvaru, ktorého podstata spočívá v tom, že na stene tvarovaného profilu je / 2 uohytená aspoň jedna elektroda s povrchom 0,01 až 10 om o polarizačněj kapacitě 0,1 až 100/XF v priamom styku s meraným médiom a na opačnej stene je aspoň jedna ďalšia elektro da, v porovnaní s predchádzajúoou elektrodou, od meraného média izolovaná a výsledná kapacita článku Ko je 0,005 až 0,5 pP.
Pri tomto umiestnenl elektrod je polarizačná kapaoita elektrody ponorenej v meranom médiu velká, rovná přibližné 10 J K na 1 cm povrohu. Kapacitná reaktanoia tejto elektrody je už pri poměrně nlžkyoh frekvenciáoh proti odporu média zanedbatelná. Napr.
642 pre f s 1 MHz povrch 1 om2 Op 4 1θ“^ F, kapaoitná reaktanoia je 0,0159^.
Cp = polarizaSná kapaoita
Pre doteraz používaný typ bezelektródováho kapacítnáho Slánku s dvOml izolovanými elektrodami S2 je kapaoita C etien Slánku:
Cel * Ce2 Csl * Cs2 'el
| Pri | Csl = Cs2 Je CI = 2 aI | Ί = F2 | |
| £ . F Kapaoita Koz je Koz = * | d * Cel | ||
| x i | u Mí, m . ňl f | ||
| d | Κοχ | 2 4 £o . F, | |
| °el | kapaoita steny - elektroda | S1 | |
| Cs2 | kapaoita steny - elektroda | S2 | |
| £o | dielektrická konstanta vákua n 8,86 . | io12 | |
| d | vzdialenosť elektrod /m/ | ||
| KOj | kapaoita prázdného Slánku /1/ | ||
| F1 * | F2 povrch elektrod | ||
| S1 - S2 v m2 | |||
| C_ | je priamoúmerný, vzdialenosti elektrod, | kapaóite steny Slánku | |
| Ko | che elektrody s menším povrohom. |
Pre hezelektródový kapaoitný Slánek podTa vynálezu a jednou elektrodou &2 umiestnenou v moranom mádlu, ktorej povrch je 10 až 10Ó0 krát menáí ako povrch izolovaná elektrody S, platí: CpX£> C*, c«i · c« CII e ·· · B & Cslj C.l + Cp
Ko^-J. B &P ·'·· Fg >
SAKO
IX £c ‘ F2 al CI
KOj CII
Ko 'aZ polarizaSná kapaoita ponorenej elektrody /S2/ kapaolta steny Slánku - elektroda /3izolovaná celková kapaoita steny Slánku /1/ kapaoita prázdného Slánku /1/ oelková kapaoita steny Slánku /11/ kapaoita prázdného SláhkU /11/ kapaoita steny Slánku - elektróda /S2/ izolovaná
Re
Re
OJ
Re2K 2 Re2!^
CUC 1 + Re^^K2
II /3/
201 642
ZRe = Celková itapedanoia Slánku pri nízkofrekvénčnom odpore Re ροδί taná z rovnice /3/, ZRe —0 Celková impedenoia článku pri nízkofrekvénčnom odpore Re rovnom O, počítaná z rovnice /4/.
Poměr Co je pre článok podlía vynálezu pri týoh istýóh parametrech minimálně dvojnásobIf Λ ný, čo je zřejmé 1 z nasledujúoej tabulky:
Závislost’Δ Z rozdielu oelkovej impedanoie článku na nízkofrekvénčnom odpore rovnom Re a pri nízkofrekvénčnom odpore Re rovnom 0,
ΔΖ = ZRe “Re
I XX
| Re CL | Δ~ζ/£ = ro/fL Δζ/£ > 8o/fl | Δζ/£= ιοζΩ | Δ Z/£ = 80/C1 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 10 | - | 0,1 | 0,1 | |
| 20 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,6 |
| 30 | 0,6 | 0,8 | 1,3 | 1,3 |
| 40 | 1,0 | 1,4 | 2,2 | 2,2 |
| 50 | 1,7 | 2,2 | 3,5 | 3,5 |
| 60 | 2,5 | 3,2 | 5,0 | 5,0 |
| 70 | 3,3 | 4,4 | 6,8 | 6,8 |
| 80 | 4,4 | 5,7 | 8,8 | 8,8 |
| 90 | 5,5 | 7,2 | 11,1 | 11,1 |
| 100 | 6,9 | 8,8 | 13,7 | 13,7 |
| 110 | 8,3 | 10,7 | 16,5 | 16,5 |
| 120 | 9,9 | 12,7 | 19,5 | 19,5 |
| 130 | 11,6 | 14,9 | 22,8 | 22,8 |
| 14O | 13,5 | 17,3 | 26,3 | 26,4 |
| 150 | 15,4 | 19,8 | 30,0 | 30,1 |
| lóo | 17,6 | 22,5 | 34,0 | 34,1 |
| 170 | 19,8 | 25,4 | 38,2 | 38,3 |
| 180 | 22,2 | 28,4 | 42,6 | 42,7 |
| 190 | 24,7 | 31,6 | 47,2 | 47,3 |
| 200 | 28,3 | 35,0 | 52,3 | 52,4 |
| 210 | 31,2 | 38,5 | 56,9 | 57,0 |
| 220 | 34,2 | 41,8 | 62,0 | 62,1 |
| 230 | 37,2 | 45,9 | 67,3 | 67,5 |
| 240 | 40,4 | 49,9 | 72,8 | 73,0 |
201 024
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 250 | 43,9 | 54,0 | 78,4 | 78,6 |
| 260 | 47,1 | 58,2 | 84,2 | 84,4 |
| 270 | 50,8 | 62,6 | 90,1 | 90,3 |
| 280 | 54,5 | 67,0 | 96,2 | 96,4 |
| 29O | 58,4 | r 72,4 | 102,4 | 102,7 |
| 300 | 62,3 | 76,5 | 108,8 | 109,1 |
| ÁZjS | ZReI Zol Zol 55 | 717,28 _Ω_ | ΔΖΙΙ = ZReII “ ZoII | ZoII s 359.44ΪΪ |
V tabulke je znázorněná závislost’ Δ Z na Re pre článok doteraz používaný IÚZ^ a pre článok podlá vynálezu II ΔΖ·^} vypočítaný z rovnice /3/ Δ Z = ZRe - ZRe θ
Hodnoty Δ Z aú počítané pre obidva články pre £ = 10 a £=80 /merané médium/. Parametre článku I. sklená trubka 0 3,0 oo, £=5,0, hrúbka steny v mieste elektrody 0,05 om,
Sirka elektrody 9,0 om, dížka elektrody 5,5 om, povroh á 50 om2j Rozměry a povroh druhej elektrody S2 sú tle iaté, vzdlalenosť medzi nimi je 11 om, odporová konštantá článku d = 1,5, uvažovaná meraoia frekvenoia: 1 MHz.
F £ poměrná dielektrloká konstanta /ermltivita/
Parametre článku podl’a tohoto vynálezu aú tle isté, len povroh druhej neizolovanej , 2 elektrody ponořenéj v meranom médiu je zmenSený na 1 om . Potom pre článok póvodného typu je 222 pP, Ko^. = 0,4 pF a CI _
Ko.j.
Pre náS článok bude Ci;j. = 443 pF, Ko^. = 0,008 pF, ®®tt —— s 55 600j číže proti póvodnému sa zvýšil přibližné 100 krát.
K°II
Z tabulky vidno, že pre námi navrhovaný článok je príraatok ΔZjj. na Jednotku Re vkčší a prakticky v rozmedzí Re s 0 až 300-fL ndzávialý na £ meraného média.
Umiestnenie a počet elektrod možno volit* podlá oharakteru meraného média a zvoleného spósobu merania. Udávaná kapacita z hladíska konštrukčného móže byť aj súčtom kapaoity niekolkýoh elektrod.
Na přiloženýoh obrázkooh 1 až 4 sú smázomené jednotlivé typy článkov, pričom podlá konstrukčněj úpravy ioh móže byť daleko viao.
Článok tohoto typu znázorněný na obrázku 1 sa dá í výhodou použit* pre meranie vodivosti najmd vysoko vodivých aystémov, kde pri vysokom pomere f C i je pri meraoej frekvenci!
\K/ menšej ako 10? Hz, pri odpore Re 10 až 1 000-fL /tento je možné meniť vzdialenosťou medzi ponořenou alebo ponořenými, od izolovanéj alebo izolovanýoh elektrod/, závislost’ oelkovej impedanole článku takmer priamková a málo závislá na £ meraného systému.
Ak sa umieatní ponořená elektroda tak, aby ležala vo vnútri, připadne na okraji izo5
01 04:
lovanej elektrody, znázorněnéj na obr. 2, 3 a 4, potom kapacita tohto kondenzátorů je pre vzdueh rovná kapacitě medzi izolovanou a ponořenou elektrodou /Ko/.
Pre frekvencie CO pod 103, odpor pod 103JTL C ss 100 až 1 OOO pF, z rovnice /2/ vyplývá, že admitancia Y tohto Slánku ša rovná:
Y á ícaJC.
Kapacita steny C bude v tomto případe priamoúmemá výáke meraného média a v uvažovanom rozmedzí nezávislá na jeho nlzkofrekvenSnom odpore Re.
Tohto sa dá β výhodou použit* na meranie hladiny vodivých kvapaliu, kde pri použiti bezelektródového Slánku s dvojioou izolovaných elektrod táto závislost’ nie je priamková.
Claims (1)
- Článok kapacitného typu najmenej s dvoma elektrodami, umiestnenými na dutom tvarovanom profile, z elektricky nevodivého materiálu, s výhodou rúrkovitého tvaru, vyznačujúci sa tým, že na stene tvarovaného profilu je uchytená najmenej jedna elektroda /Sg/ s povrohom 0,01 až 10 om o polarizačněj kapacitě 0,1 až 100v priamom styku s meraným médiom a na opaSnej stene je najmenej jedna áalšia elektroda /sj/ v porovnáni s před chádzajúoou elektrodou /S2/ od meraného média izolovaná a výsledná kapacita Slánku Ko je 0,005 až 0,5 pF.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS866777A CS201642B1 (cs) | 1977-12-22 | 1977-12-22 | Člónok kapaoitného typu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS866777A CS201642B1 (cs) | 1977-12-22 | 1977-12-22 | Člónok kapaoitného typu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS201642B1 true CS201642B1 (cs) | 1980-11-28 |
Family
ID=5437541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS866777A CS201642B1 (cs) | 1977-12-22 | 1977-12-22 | Člónok kapaoitného typu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS201642B1 (sk) |
-
1977
- 1977-12-22 CS CS866777A patent/CS201642B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bisquert | Influence of the boundaries in the impedance of porous film electrodes | |
| Schwan | Alternating current electrode polarization | |
| Bullard et al. | Operating principles of the ultracapacitor | |
| Taylor et al. | AC admittance of the metal/insulator/electrolyte interface | |
| Bisquert et al. | Impedance of constant phase element (CPE)-blocked diffusion in film electrodes | |
| Hahn et al. | Interfacial capacitance and electronic conductance of activated carbon double-layer electrodes | |
| Zoltowski | On the electrical capacitance of interfaces exhibiting constant phase element behaviour | |
| Fromm et al. | Epithelial and subepithelial contributions to transmural electrical resistance of intact rat jejunum, in vitro | |
| Fricke et al. | The dielectric properties of water–dielectric interphases | |
| Gomes et al. | The electrical double layer at the ionic liquid/Au and Pt electrode interface | |
| Abe et al. | Dielectric constants and electrical conductivities of sodium dodecyl sulfate in aqueous solutions | |
| Fotland et al. | Electrical conductivity of asphaltenes in organic solvents | |
| Fleig et al. | Rough electrodes in solid and liquid electrochemistry: impact of morphology on the impedance | |
| Więcek et al. | Electrochemical study of molybdenum oxide film electrodes | |
| CS201642B1 (cs) | Člónok kapaoitného typu | |
| Stro et al. | Fractal dimension of Li insertion electrodes studied by diffusion-controlled voltammetry and impedance spectroscopy | |
| Irhzo et al. | The role of alloyed tungsten on the conductivity of stainless steel passive layers | |
| Van der Touw et al. | Plane-parallel condenser with variable electrode spacing for determination of electric permittivity of highly conducting liquids below 1 MHz. Part 1.—Theoretical considerations | |
| Ragheb et al. | The impedance of a spherical monopolar electrode | |
| Borkowska et al. | Conductivity of stoichiometric (CH3) 4NOH clathrate hydrates | |
| Cattarin et al. | Impedance of passive oxide films with graded thickness: Influence of the electrode and cell geometry | |
| Geringer et al. | Assessing the tribocorrosion behaviour of Cu and Al by electrochemical impedance spectroscopy | |
| Charlson et al. | Electrical properties of glow-discharge polymers, parylenes, and composite films | |
| Zheng et al. | Resistance distribution in electrochemical capacitors with spiral-wound structure | |
| US4922375A (en) | Electrical capacitor |