две передачи воздействия: «источник воздействия — тестовая жидкость» и «тестовая

жидкость — измерительная жидкость», которые разделены и по расстоянию, и по времени.

Тестовые жидкости подкладываются под термостаты, измерительные жидкости находятся в

термостатах, см. рис. 94. Эти условия экспериментов исключают химический,

температурный и ЭМ пути передачи воздействия в каждой из цепочек.

Вместо тестовых жидкостей возможно использование различных активированных

объектов (см. рис. 94). В этом случае происходит также две передачи воздействия: «источник

воздействия — тестовый объект» и «тестовый объект — измерительная жидкость».

Использование сильных источников излучения вместо тестовых жидкостей или объектов

нецелесообразно, поскольку происходит существенное изменение свойств референтных

жидкостей в pH-электродах и, соответственно, возникновение дополнительных

нелинейностей.

Рис. 94. (а) Структура экспериментов и примеры использования тестовых жидкостей (б) и

тестовых объектов (в) для контрольных и экспериментальных замеров

Рис. 95. (а) Контрольные измерения двух одинаковых контейнеров с водой; (б) примеры

реакции прибора на активацию одной из тестовых жидкостей светодиодным генератором

с установленной информационной матрицей

Примеры реакции дифференциального pH (dpH) на жидкости, обработанные

светодиодным генератором, показаны на рис. 95. При балансировке дифференциальных

каналов на ноль перед воздействием динамика dpH после воздействия показывает не только

сам факт воздействия, но и его интенсивность. Сравнение значений dpH для разных типов

активированных и неактивированных объектов (компакт-дисков) показано на рис. 96. Как

можно видеть из рисунка, присутствует довольно чёткая разница для случаев «без

воздействия» и «один объект активирован».

Рис. 96. Сравнение показаний dpH-прибора для разных типов активированных и

неактивированных объектов (компакт-дисков).

Погрешность измерения dpH в целом повторяет погрешности других измерений

жидкостей и зависит в основном от качества изоляции датчиков и аккуратности подготовки

тестовых жидкостей/объектов. Например, если один из компакт-дисков (см. рис. 94)

находился некоторое время в руках, dpH-динамика будут существенно отличаться от нулевой

линии. На основании повторных измерений можно оценить общую погрешность этого

метода на уровне <1%, причём большая часть приходится именно на случайную

погрешность, обусловленную «неодинаковостью» тестовых жидкостей/объектов.

Жидкостные сенсоры: измерение водной ЭДС

Этот потенциометрический метод является в некотором смысле младшим братом dpH-

метрии; он разрабатывался в контексте «минимальных экспериментов» — создания

измерительных систем вне профессиональной лаборатории. Он основан на возникновении

ЭДС в жидкостях — эффекте, в контексте электрохимии [489], исследованном в первую

очередь для гальванических элементов и химических источников тока. Считается, что

основным механизмом возникновения ЭДС являются процессы гидратации поверхностных

атомов металла электродов и их переход в виде ионов в прилегающий слой жидкости (также

и обратный ему процесс). Происходит поляризация электродов и возникновение двойного

электрического слоя на границе соприкосновения металла с жидкостью. Существуют

различные ЭДС-эффекты, например, образование ЭДС между водными фазами,

смачивающими гидрофильные поверхности (так называемая «пограничная вода») и

«объёмной водой» [490]; возникновение ЭДС между биметаллическими электродами в

дистиллированной воде [491; 492]; взаимосвязь ЭДС и фототока [493] и т.д. Механизм

взаимодействия «высокопроникающего» излучения и ЭДС, по всей видимости, имеет

сходную форму воздействия на степень поляризации диполей в приэлектродных слоях. При

этом происходит изменение динамики ЭДС, что и наблюдается экспериментально.

Структурная схема и пример реализации «минимальной» ЭДС-установки показаны на

рис. 97. Приёмная часть образована сенсором, который представляет собой два электрода в

воде. Контейнер с электродами и с водой помещён в термостабилизирующий контейнер,

температура в котором измеряется цифровым термометром. Электроды подключены к

Перейти на страницу:

Похожие книги