Расчет разверток


Программа расчета длины развертки в Excel

Опубликовано 09 Июн 2013
Рубрика: Механика | 73 комментария

Как я и обещал в комментариях к статье «Расчет усилия листогиба», сегодня поговорим о расчете длины развертки детали, согнутой из листового металла. Конечно, процессу гибки подвергают не только детали из листов. Гнут детали круглого и...

...квадратного сечений, гнут и все прокатные профили – уголки, швеллеры, двутавры, трубы. Однако холодная гибка деталей из листового металлопроката, безусловно, является наиболее распространенной.

Для обеспечения минимальных радиусов, детали перед гибкой иногда нагревают. При этом повышается пластичность материала. Используя гибку с калибрующим ударом, добиваются того, что внутренний радиус детали становится абсолютно равным радиусу пуансона. При свободной V-образной гибке на листогибе внутренний радиус получается на практике больше радиуса пуансона. Чем более у материала детали ярко выражены пружинные свойства, тем более отличаются друг от друга внутренний радиус детали и радиус пуансона.

На рисунке, представленном ниже, изображен согнутый из листа толщиной s и шириной b уголок. Необходимо найти длину развертки.

Расчет развертки выполним в программе MS Excel.

В чертеже детали заданы: величина внутреннего радиуса R, угол a и длина прямолинейных участков L1 и L2. Вроде все просто – элементарная геометрия и арифметика. В процессе изгиба заготовки происходит пластическая деформация материала. Наружные (относительно пуансона) волокна металла растягиваются, а внутренние сжимаются. В середине сечения – нейтральная поверхность…

Но вся проблема в том, что нейтральный слой располагается не в середине сечения металла! Для справки: нейтральный слой – поверхность расположения условных волокон металла, не растягивающихся и не сжимающихся при изгибе. Более того – эта поверхность (вроде как) не является  поверхностью кругового цилиндра. Некоторые источники предполагают, что это параболический цилиндр…

Я более склонен доверять классическим теориям. Для сечения прямоугольной формы по классическому сопромату нейтральный слой располагается на поверхности кругового цилиндра с радиусом r.

r = s/ln(1+s/R)

На базе этой формулы и создана программа расчета развертки листовых деталей из сталей марок  Ст3 и 10…20 в Excel.

В ячейках со светло-зеленой и бирюзовой заливкой пишем исходные данные. В ячейке со светло-желтой заливкой считываем результат расчета.

1. Записываем толщину листовой заготовки s в миллиметрах

в ячейку D3: 5,0

2. Длину первого прямого участка L1 в миллиметрах вводим

в ячейку D4: 40,0

3. Внутренний радиус сгиба первого участка R1 в миллиметрах записываем

в ячейку D5: 5,0

4. Угол сгиба первого участка a1 в градусах пишем

в ячейку D6: 90,0

5. Длину второго прямого участка детали L 2 в миллиметрах вводим

в ячейку D7: 40,0

6. Все, результат расчета — длина развертки детали L в миллиметрах

в ячейке  D17: =D4+ЕСЛИ(D5=0;0;ПИ()/180*D6*D3/LN ((D5+D3)/D5))+ +D7+ЕСЛИ(D8=0;0;ПИ()/180*D9*D3/LN ((D8+D3)/D8))+D10+ +ЕСЛИ(D11=0;0;ПИ()/180*D12*D3/LN ((D11+D3)/D11))+D13+ +ЕСЛИ(D14=0;0;ПИ()/180*D15*D3/LN ((D14+D3)/D14))+D16=91.33

L = (Li+3.14/180*ai*s/ln((Ri+s)/Ri)+L(i+1))

Используя предложенную программу, можно рассчитать длину развертки для деталей с одним сгибом – уголков, с двумя сгибами – швеллеров и Z-профилей, с тремя и четырьмя сгибами. Если необходимо выполнить расчет развертки детали с большим числом сгибов, то программу очень легко доработать, расширив возможности.

Важным преимуществом предложенной программы (в отличие от многих аналогичных) является возможность задания на каждом шаге различных углов и радиусов гибки .

А «правильные» ли результаты выдает программа? Давайте, сравним полученный результат с результатами расчетов по методике изложенной в «Справочнике конструктора-машиностроителя» В.И. Анурьева и в «Справочнике конструктора штампов» Л.И. Рудмана. Причем в расчет возьмем только криволинейный участок, так как прямолинейные участки все, надеюсь, считают одинаково.

Проверим рассмотренный выше пример.

«По программе»: 11,33 мм – 100,0%

«По Анурьеву»: 10,60 мм – 93,6%

«По Рудману»: 11,20 мм – 98,9%

Увеличим в нашем примере радиус гибки R1 в два раза — до 10 мм. Еще раз произведем расчет по трем методикам.

«По программе»: 19,37 мм – 100,0%

«По Анурьеву»: 18,65 мм – 96,3%

«По Рудману»: 19,30 мм – 99,6%

Таким образом, предложенная методика расчетов выдает результаты на 0,4%…1,1% больше, чем «по Рудману» и на 6.4%…3,7% больше, чем «по Анурьеву». Понятно, что погрешность существенно уменьшится, когда мы добавим прямолинейные участки.

«По программе»: 99,37 мм – 100,0%

«По Анурьеву»: 98,65 мм – 99,3%

«По Рудману»: 99,30 мм – 99,9%

Возможно Рудман составлял свои таблицы по этой же формуле, которую использую я, но с погрешностью логарифмической линейки… Конечно, сегодня «на дворе» двадцать первый век, и рыскать по таблицам как-то не с руки!

В заключение добавлю «ложку дегтя». Длина развертки — это очень важный и «тонкий» момент! Если конструктор гнутой детали (особенно высокоточной (0,1 мм)) надеется расчетом точно и с первого раза определить ее, то он зря надеется. На практике в процесс гибки вмешается масса факторов – направление проката, допуск на толщину металла, утонение сечения в месте изгиба, «трапециевидность сечения», температура материала и оснастки, наличие или отсутствие смазки в зоне гибки, настроение гибщика… Короче, если партия деталей большая и дорого стоит – уточните практическими опытами длину развертки на нескольких образцах. И только после получения годной детали рубите заготовки на всю партию. А для изготовления заготовок для этих образцов, точности, которую обеспечивает программа расчета развертки, хватит с лихвой!

Программы расчета «по Анурьеву» и «по Рудману» в Excel можете найти в Сети.

Жду ваших комментариев, коллеги.

Для УВАЖАЮЩИХ труд автора — скачать файл можно ПОСЛЕ ПОДПИСКИ НА АНОНСЫ СТАТЕЙ (подписная форма — чуть ниже и наверху страницы).

Для ОСТАЛЬНЫХ — можно скачать просто так... 

Ссылка на скачивание файла: raschet-dliny-razvertki (xls 36,5KB).

Продолжение темы — в статье о К-факторе.

О расчете развертки при гибке труб и прутков читайте здесь.

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Расчет разверток. Расчет длины развертки

Рассмотрим ситуацию, которая нередко возникает на гибочном производстве. Особенно это касается небольших цехов, которые обходятся средствами малой и средней механизации. Под малой и средней механизацией я подразумеваю использование ручных или полуавтоматических листогибов. Оператор суммирует длину полок, получает общую длину заготовки для требуемого изделия, отмеряет нужную длину, отрезает и.. после гибки получает неточное изделие. Погрешности размеров конечного изделия могут быть весьма значительными (зависит от сложности изделия, количества гибов и т.д.). Все потому, что при расчетах длины заготовки нужно учитывать толщину металла, радиус гибки, коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор). Именно этому и будет посвящена данная статья.

Итак, приступим.

Честно говоря, произвести расчет размеров заготовки несложно. Нужно только понять, что нужно брать в расчет не только длины полок (прямых участков), но и длины криволинейных участков, получившихся ввиду пластических деформаций материала при гибке.

Притом, все формулы уже давно выведены «умными людьми», книги и ресурсы которых я постоянно указываю в конце статей (оттуда вы, при желании, можете получить дополнительные сведения).

Таким образом, для расчета правильной длины заготовки (развертки детали), обеспечивающей после гибки получение заданных размеров, необходимо, прежде всего, понять, по какому варианту мы будем производить расчет.

Напоминаю:

Таким образом, если вам нужна поверхность полки А без деформаций (например для расположения отверстий), то вы ведете расчет по варианту 1 . Если же вам важна общая высота полки А , тогда, без сомнения, вариант 2 более подходящий.

Вариант 1 (с припуском)


Нам понадобится:

в) Суммировать длины этих отрезков. При этом, длины прямых участков суммируются без изменения, а длины криволинейных участков – с учетом деформации материала и соответственного смещения нейтрального слоя.

Так, например, для заготовки с одним гибом, формула будет выглядеть следующим образом:

Где X 1 – длина первого прямого участка, Y 1 – длина второго прямого участка, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k S – толщина металла.

Таким образом, ход расчета будет следующим..

Y1 + BA1 + X1 + BA2 + ..т.д

Длина формулы зависит от количества переменных.

Вариант 2 (с вычетом)


По моему опыту, это самый распространенный вариант расчетов для гибочных станков с поворотной балкой. Поэтому, давайте рассмотрим этот вариант.

Нам также необходимо:

а) Определить К-фактор (см таблицу).

б) Разбить контур изгибаемой детали на элементы, представляющие собой отрезки прямой и части окружностей;

Здесь необходимо рассмотреть новое понятие – внешняя граница гибки.

Чтобы было легче представить, см рисунок:

Внешняя граница гибки – вот эта воображаемая пунктирная линия.

Так вот, чтобы найти длину вычета, нужно от длины внешней границы отнять длину криволинейного участка.

Таким образом, формула длины заготовки по варианту 2:

Где Y 2 , X 2 – полки, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.

Вычет у нас (BD ), как вы понимаете:

Внешняя граница гибки (OS ):

И в этом случае также необходимо каждую операцию рассчитывать последовательно. Ведь нам важна точная длина каждой полки.

Схема расчета следующая:

(Y2 – BD1 / 2) + (X2 – (BD1 / 2 + BD2 / 2)) + (M2 – (BD2 / 2 + BD3 /2)) + .. и т.д.

Графически это будет выглядеть так:


И еще, размер вычета (BD ) при последовательном расчете считать надо правильно. То есть, мы не просто сокращаем двойку. Сначала считаем весь BD , и только после этого получившийся результат делим пополам.

Надеюсь, что этой своей ремаркой я никого не обидел. Просто я знаю, что математика забывается и даже элементарные вычисления могут таить в себе никому не нужные сюрпризы.

На этом все. Всем спасибо за внимание.

При подготовке информации я использовал: 1. Статья «BendWorks. The fine-art of Sheet Metal Bending» Olaf Diegel, Complete Design Services, July 2002; 2. Романовский В.П. «Справочник по холодной штамповке» 1979г; материалы англоязычного ресурса SheetMetal.Me (раздел “Fabrication formulas”, ссылка:

§ 26. Общие сведения

Гибка - способ обработки металла давлением, при котором заготовке или ее части придается изогнутая форма. Слесарная гибка выполняется молотками (лучше с мягкими бойками) в тисках, на плите или с помощью специальных приспособлений. Тонкий листовой металл гнут киянками, изделия из проволоки диаметром до 3 мм - плоскогубцами или круглогубцами. Гибке подвергают только пластичный материал.


Гибка деталей - одна из наиболее распространенных слесарных операций. Изготовление деталей гибкой возможно как вручную на опорном инструменте и оправках, так и на гибочных машинах (прессах).

Сущность гибки заключается в том, что одна часть заготовки перегибается по отношению к другой на заданный угол. Происходит это следующим образом: на заготовку, свободно лежащую на двух опорах, действует изгибающая сила, которая вызывает в заготовке изгибающие напряжения, и если эти напряжения не превышают предел упругости материала, деформация, получаемая заготовкой, является упругой, и по снятии нагрузки заготовка принимает первоначальный вид (выпрямляется).

Однако при гибке необходимо добиться, чтобы заготовка после снятия нагрузки сохранила приданную ей форму, поэтому напряжения изгиба должны превышать предел упругости и деформация заготовки в этом случае будет пластической, при этом внутренние слои заготовки подвергаются сжатию и укорачиваются, наружные слои подвергаются растяжению и длина их увеличивается. В то же время средний слой заготовки - нейтральная линия - не испытывает ни сжатия, ни растяжения и длина его до и после изгиба остается постоянной (рис. 93,а). Поэтому определение размеров заготовок профилей сводится к подсчету длины прямых участков (полок), длины укорачивания заготовки в пределах закругления или длины нейтральной линии в пределах закругления.

При гибке деталей под прямым углом без закруглений с внутренней стороны припуск на загиб берется от 0,5 до 0,8 толщины материала. Складывая длину внутренних сторон угольника или скобы, получаем длину заготовки детали.


Пример 1 . На рис. 93, в, г показаны угольник и скоба с прямыми внутренними углами.

Размеры угольника (рис. 93, в): а = 30 мм, b = 70 мм, t = 6 мм. Длина развертки

L = а + b + 0,5t = 30 + 70 + 3 = 103 мм.

Размеры скобы (рис. 93, г): а = 70 мм, b = 80 мм, с = 60 мм, t = 4 мм. Длина развертки заготовки скобы

L = 70 + 80 + 60 + 2 = 212 мм.

Разбиваем угольник по чертежу на участки. Подставляем их размеры а = 50 мм, b = 30 мм, t = 6 мм, r = 4 мм в формулу

L = а + b + π/2(r + t/2)

Тогда получим:

L = 50 + 30 + 3,14/2(4 + 6/2) = 50 + 30 + 1,57⋅7 = 90,99 91 мм.

Разбиваем скобу на участки, как показано на чертеже. Их размеры: а = 80 мм, h = 65 мм, с = 120 мм, t = 5 мм, r = 2,5 мм.

L = а + h + с + π(r + t/2) = 80 + 65 + 120 + 3,14(2,5 + 5/2),

следовательно,

L = 265 4 + 15,75 = 280,75 мм.

Сгибая в окружность эту полосу, получим цилиндрическое кольцо, причем внешняя часть металла несколько вытянется, а внутренняя сожмется. Следовательно, длине заготовки будет соответствовать длина средней линии окружности, проходящая по середине между внешней и внутренней окружностями кольца.

Длина заготовки

Зная диаметр средней окружности кольца и подставляя его числовое значение в формулу, находим длину заготовки:

L = πD = 3,14 108 = 339,12 мм.

В результате предварительных расчетов можно изготовить деталь установленных размеров.

В процессе гибки в металле возникают значительные напряжения и деформации. Они особенно ощутимы, когда радиус гибки мал. Чтобы не появились при этом трещины в наружных слоях, радиус гибки не должен быть меньше минимально допустимого радиуса, который выбирается в зависимости от толщины и рода изгибаемого материала (рис. 95).

Рассчитать площадь поверхности или сечения трубопровода помогает формула длины развертки заготовки трубы. Расчет основывается на величине будущей трассы и диаметре планируемой конструкции. В каких случаях требуются такие вычисления и как они делаются, расскажет данная статья.

Когда нужны расчеты

Параметры рассчитываются на калькуляторе или с помощью онлайн-программ

Какую площадь должна иметь поверхность трубопровода, важно знать в следующих случаях.

  • При расчете теплоотдачи «теплого» пола или регистра. Здесь высчитывается суммарная площадь, которая отдает помещению тепло, исходящее из теплоносителя.
  • Когда определяются потери тепла по пути от источника тепловой энергии к обогревательным элементам – радиаторам, конвекторам и т.д. Чтобы определить количество и размеры таких приборов, нужно знать величину калорий, которой мы должны располагать, а она выводится с учетом развертки трубы.
  • При определении рационально оправданного сечения профиля, которое могло бы обеспечить максимальную проводимость водопроводной или отопительной сети.

Определение параметров трубы

Площадь сечения

Труба представляет собой цилиндр, поэтому производить расчеты не сложно

Сечение круглого профиля – это круг, диаметр которого определяется, как разница величины наружного диаметра изделия за вычетом толщины стенок.

В геометрии площадь круга рассчитывается так:

S = π R^2 или S= π (D/2-N)^2, где S – площадь внутреннего сечения; π – число «пи»; R – радиус сечения; D - наружный диаметр; N - толщина стенок трубы.

Обратите внимание! Если в напорных системах жидкость заполняет весь объем трубопровода, то в самотечной канализации постоянно смачивается только часть стенок. В таких коллекторах применяется понятие площади живого сечения трубы.

Внешняя поверхность

Поверхность цилиндра, которым и является круглый профиль, представляет собой прямоугольник. Одна сторона фигуры – длина отрезка трубопровода, а вторая – величина окружности цилиндра.

Расчет развертки трубы осуществляется по формуле:

S = π D L, где S – площадь трубы, L – длина изделия.

Внутренняя поверхность

Такой показатель применяется в процессе гидродинамических расчетов, когда определяется площадь поверхности трубы, которая постоянно контактирует с водой.

При определении данного параметра следует учитывать:

  1. Чем больше диаметр водопроводных труб, тем меньше скорость проходящего потока зависит от шероховатости стенок конструкции.

На заметку! Если трубопроводы с большим диаметром характеризуются малой протяженностью, то величиной сопротивления стенок можно пренебречь.

  1. При гидродинамических расчетах шероховатости поверхности стенок придается не меньшее значение, чем ее площади. Если вода проходит по ржавому внутри водопроводу, то ее скорость меньше скорости жидкости, которая протекает по сравнительно гладкой полипропиленовой конструкции.
  1. Сети, которые монтируются из не оцинкованной стали, отличаются непостоянной площадью внутренней поверхности. При эксплуатации они покрываются ржавчиной и зарастают минеральными отложениями, из-за чего сужается просвет трубопровода.

Важно! Обратите внимание на этот факт, если захотите сделать холодное водоснабжение из стального материала. Проходимость такого водопровода сократится в два раза уже после десяти лет эксплуатации.

Расчет развертки трубы в данном случае делается с учетом того, что внутренний диаметр цилиндра определяется, как разность внешнего диаметра профиля и увеличенной вдвое толщины его стенок.

В результате площадь поверхности цилиндра определяется по формуле:

S= π (D-2N)L, где к уже известным параметрам добавляется показатель N, определяющий толщину стенок.

Формула развертки заготовки помогает рассчитать количество необходимой теплоизоляции

Чтобы знать, как посчитать развертку трубы, достаточно вспомнить курс геометрии, которую осваивают в средних классах. Приятно, что школьная программа находит применение во взрослой жизни и помогает решать серьезные задачи, связанные со строительством. Пусть они окажутся полезными и для вас!

Листовой металл. Допуск на изгиб, уменьшение изгиба и коэффициент «К» / Хабр

Расчет изгибов листового металла

Сегодня поговорим о процессе гибки ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА в SOLIDWORKS.

В процессе гибки листового металла, материал по внутреннему радиусу изгиба подвергается сжатию, а по внешнему радиусу изгиба будет растягиваться. Линия перехода от сжатия к растяжению называется нейтральной осью. На нейтральной оси материал не растягивается и не сжимается. Следовательно, длина нейтральной оси остается неизменной до и после операции гибки. Расположение нейтральной оси зависит от физических свойств материала и его толщины. Важно знать расположение нейтральной оси для конкретного листа, поскольку все расчеты разверток производятся на основе нейтральной оси. Расположение нейтральной оси для конкретного листа определяется коэффициентом, называемым «К».

Коэффициент «К»

Коэффициент «К» это соотношение, которое представляет положение нейтральной оси по отношению к толщине детали из листового металла и зависит от материала, толщины и радиуса изгиба. Коэффициент «К» можно определить следующим образом:

Формула расчета коэффициента "К"

Где t - расстояние от внутренней поверхности до нейтральной оси, а T - толщина листа (рисунок 1). На практике коэффициент «К» применяется, когда не известно, какой процесс или машина будут использованы для сгибания листа.

Рисунок 1: Нейтральная ось согнутого листа

Допуск на изгиб (ВА)

Допуск на изгиб (ВА) — длина дуги изгиба, измеренная вдоль нейтральной оси материала. Понимание допуска на изгиб и, следовательно, уменьшения изгиба детали - важный первый шаг к пониманию того, как изготавливаются детали из листового металла.

Когда листовой металл подвергается процессу изгиба, металл вокруг изгиба деформируется и растягивается. По мере того, как это происходит, получается небольшая общая длина части листа. Допуск на изгиб определяется как материал, который нужно будет добавить к начальной длине плоского листа, чтобы получить длину формованной детали. Как уже упоминалось ранее, длина нейтральной оси после изгиба не меняется. Таким образом, следующее уравнение действительно всегда:

Начальная длина = длина первого участка + допуск на изгиб + длина второго участка.

Рисунок 2: Допуск на изгиб

Вычисление изгиба

Важно учесть, что при разработке развертки, необходимо сделать вычет из желаемого размера детали, чтобы получить правильный размер развертки. Уменьшение изгиба определяется как материал, который придется удалить из общей длины сгибов, чтобы получить развертку. Чтобы произвести расчет нужно переписать предыдущее уравнение как:

Начальная длина = длина первого участка + допуск на изгиб + длина второго участка.

Начальная длина = (длина сгиба 1 – внешний отступ) + допуск на изгиб + (длина сгиба 2 - внешний отступ)

Начальная длина = длина фланца 1 + длина фланца 2 - (2 * внешний отступ - допуск на изгиб)

Вычет изгиба (BD) – представляет собой разницу между допуском изгиба и удвоенным внешним отступом.

Вычет изгиба (BD) = 2* внешний отступ- допуск на изгиб.

Изгиб

Допуск на изгиб и уменьшение изгиба можно рассчитать с использованием коэффициента К следующим образом:

Построение разверток - Медницко-жестяницкие работы


Построение разверток

Категория:

Медницко-жестяницкие работы



Построение разверток

Чтобы изготовить пустотелые изделия различной формы, нужно разметить на листе развертку этого изделия. Наиболее часто составляющие части изделия имеют формы цилиндра и конуса, поэтому рассмотрим построение разверток этих фигур.

Развертка прямого цилиндра представляет собой прямоугольник (рис. 1, а), ширина которого равна высоте цилиндра Н, а длина — длине окружности цилиндра. Для определения этой длины диаметр цилиндра D умножают на число 3,14, обозначаемое в формулах греческой буквой п.

Длина окружности цилиндра определится по формуле L = nD = 3.14D.

Например, если цилиндр имеет диаметр 100 мм, то длина развертки L = 3,14 • 100 = 314 мм. При этом расчете

he учитывают длину материала, идущего на соединительный шов. Полная длина развертки равна длине окружности плюс припуск на шов.

Рис. 1. Построение развертки цилиндра; а — прямого: о — усеченного

Развертка усеченного цилиндра представлена на рисунке 5 б. В натуральную величину вычерчены две проекции усеченного цилиндра: вид сбоку и вид сверху (план). Окружность круга (основания цилиндра) делят на несколько равных частей, проще всего на 12; в результате получают точки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Эти точки соединяют линиями, перпендикулярными диаметру 1—7,

с наклонной линией верхней проекции 1‘—7’. При пересечении получают точки Г; 2’, 12’; 3’, 11’; 4’, 10’; 5’, 9’; 6’, 8’ и 7’. Вправо от верхней проекции проводят линию АБ, которая является продолжением линии аб (основания верхней проекции) и по длине равняется длине окружности основания цилиндра (L = 3,14D). Линию АБ делят на 12 равных частей. Из каждой точки на линии АБ восстанавливают перпендикуляры, а из каждой точки на наклонной Г—V проводят линии, параллельные прямой АБ, до пересечения с этими перпендикулярами. Пересечение линии, проведенной из точки 1’, с перпендикуляром, восстановленным из точки 1 на линии АБ, даст точку I развертки; пересечение линии, проведенной из точки 2’, с перпендикуляром, восстановленным из точки 2, даст точку II развертки и т. д. Соединив все полученные точки плавной кривой, получают развертку усеченного цилиндра в натуральную величину. Если изделие соединяется фальцевыми швами, к развертке прибавляют припуск на швы.

Рис. 2. Построение развертки конуса; а — прямого; б — усеченного

Развертка конуса приведена на рисунке 2а. Для ее построения вычерчивают в натуральную величину боковую проекцию конуса, которая представляет собой треугольник. Высота треугольника равна высоте конуса (h), а основание — диаметру окружности, лежащей в основании конуса (D). На боковой проекции конуса измеряют циркулем сторону треугольника, обозначенную на рисунке буквой, и, не изменяя развода циркуля, проводят рядом с проекцией часть окружности радиусом, равным. От точки А, лежащей на дуге этой окружности, откладывают расстояние, равное L = 3,14D. Для этого берут тонкую проволоку длиной L = 3,14D и от точки А откладывают ее по дуге. Там, где проволока кончится, отмечают точку Б и соединяют точки А и Б с центром О. Полученная фигура АОБ — развертка боковой поверхности конуса. При соединении конуса фальцевым швом прибавляют припуск на шов.

Для ускорения и упрощения построения развертки основание треугольника (боковой проекции конуса) делят на 7 частей, а затем, отмерив циркулем одну такую часть, откладывают от точки А по дуге 22 такие части. В этом случае длина дуги АБ будет равняться 3.14D, так как если представить число 3,14 простой дробью, то оно выглядит как 22/7.

Развертка боковой поверхности усеченного конуса показана на рисунке 2. Построение ее аналогично построению развертки для неусеченного конуса.


Реклама:

Читать далее:
Резка металлов

Статьи по теме:

Формирование развертки

24. Режим формирования развертки предназначен для получения изображений выбранных поверхностей проекта, расчета покрытий поверхностей и вывода в Excel или Open Office в выбранном формате.

 

"Включить в развертку" - выберите поверхности, которые хотите включить для расчета и вывода. Выбранные поверхности выделяются на изображении помещения цветом. Стены помещения пронумерованы в соответствии с настройкой (по умолчанию - левый нижний угол).

"Порядок вывода" - спискок поверхностей для вывода, в этом порядке они будут выводиться в развертке.

"Форма отчета" - выбор формы вывода: каждая поверхность на отдельную страницу, вывод на формат A4 (ориентация - альбомная), вывода на формат A3 (ориентация - альбомная), вывод на ширину формата A3 (ориентация - альбомная) без разбиения на страницы.

"Расчет материалов" - выбор способа расчета материалов: не включать расчет материалов в развертку, сделать общий расчет по всем выбранным поверхностям, сделать общий расчет по всему проекту (несмотря на список выбранных поверхностей), сделать расчет по каждой выбранной поверхности.

"Вывод материалов" - выбор способа вывода материалов: в виде расчета-картинки или в виде редактируемой таблицы Excel. Если режим вывода в виде таблицы Excel недоступен, он не предоставляется.

"Масштаб" - выбор масштаба вывода для поверхностей.

"Схема помещения" - включить в развертку схему помещения (вид сверху с нумерацией стен).

"Образмерить" - простановка габаритных размеров у поверхностей (для стен и плит - ширина и высота).

Кнопка - настройка цвета шва для развертки.

Кнопка - выбор точки начала развертки (при этом меняется нумерация стен). Нумерация отображается на схеме проекта.

Кнопка - окно с дополнительными настройками развертки:

"Плитки проекта без оптимизации для расчета" - выберите и отметьте птичкой (дабл-клик) плитки, которые не надо рассчитывать по общей схеме оптимизации (см. Настройка параметров системы - Параметры расчёта общего количества необходимых плиток). При этом эти плитки (независимо от площади поверхности каждой) будут считаться как целые. Данное правило устанавливается только внутри текущего проекта и действует на все расчеты поверхностей в этом проекте.

"Масштаб схемы проекта" - выберите масштаб схемы проекта (по умолчанию он равен масштабу вывода для поверхностей)

"Вывод на расчете-картинке" - устанавливает дополнительные поля вывода в таблице расчета в виде картинки (по умолчанию выводится общее количество плиток или м2 для рулонных покрытий). Поле 'Площадь' выводит площадь рассчитанного количества плиток.

"Логотип" - выберите картинку (размер 72х72 пикселя), которую можно установить как логотип. Она будет выводиться в правый нижний угол каждого листа на формате вывода A4 и A3 (при включении птички "Вкл").

 

Для вывода развертки нажмите кнопку 'Экспорт'. Вывод осуществляется исходя из выбранного формата, в случае форматированного вывода (A3, A4). При выводе в Excel формат листа (A3, A4) для печати, его ориентация (альбомная) и отступы (~0.4 см) устанавливаются автоматически. Размер верхних и нижних колонтитулов устанавливается в ноль.

 

Вывод в Open Office настроен на основе настроек размера ячеек по умолчанию. Они определяются системным шрифтом Open Office (Arial,10). В случае использования режимов форматированного вывода (A3, A4) рекомендуется использовать Excel, поскольку параметры печати не передаются из программы при выбранной схеме работы (через AutomateIT).

 

Рекомендации по настройке Open Office для форматированного вывода развертки:

1. Cоздайте новый шаблон для Open Office Calc:

- Файл -> Создать -> Электронную таблицу

- Выберите Формат -> Страница

- На вкладке 'Страница', выберите размер страницы из раскрывающегося списка (A4, A3)

- Ориентация - > Альбомная

- Поля можно установить 0.4 см (12 pt), но программа сама их сможет установить

- На вкладках 'Верхний колонтитул' и 'Нижний колонтитул' отключите колонтитулы

- Нажмите OK, затем выберите Файл -> Шаблоны -> Сохранить

- Выберите имя для нового шаблона и введите это имя в пустое пространство в диалоговом окне.  Нажмите OK.

2. Затем сделайте новый шаблон шаблоном по умолчанию:

- Выберите Файл->Шаблоны->Управление

- Дважды щелкните 'Мои шаблоны' в списке слева

- Нажмите на имя вашего шаблона

- Из выпадающего списка кнопки 'Команды' справа, выберите 'Сделать шаблоном по умолчанию'

- Нажмите кнопку 'Закрыть' в диалоговом окне

- Теперь при выводе развертки параметры страницы для печати будут основываться на новом шаблоне по умолчанию.

 

 

 

Определение размеров разверток - Справочник химика 21


из "Основы технологии аппаратостроения"

Аппараты состоят главным образом из деталей, изготов.чяомых гибкой и штамповкой. [c.104]
Знание формы и размеров заготовок, развернутых на плоскости, позволяет определить их размеры с учетом припусков на обработку. [c.104]
Построение разверток производится методами, принятыми в начертательной геометрии, и методами интегрирования поверхностей. [c.104]
В операциях, которым подвергаются заготовки из проката, предполагается чистый изгиб для пего справедлива гипотеза плоских сечений. Согласно этой гипотезе считают, что нейтральная линия (поверхность) проходит через центр тяжести сечепия за) о-товкп. Поэтому определяют размеры разверток по отношению к не11тральной линии сечения металла заготовки. [c.104]
Ниже рассмотрены два вида разверток. [c.104]
Развертка представляет собой прямоугольник. [c.105]
Развертка тел вращения, например днищ (ко-робовых, эллиптических), сводится к определению диаметра к])уга Оц. Для Коробовых п эллиптических днищ можно определять двумя методами. [c.105]
Первый основан на условии равенства поверхностей днища и плоской заготовки — развертки. Второй основан иа условии равенства диаметра заготовки и длины кривой, определяющей профиль днища (например, нолуэллииса), с учетол ширины борта днища. Второй метод, более приближенный, определяет размеры развертки с некоторым избытком но сравнению с первым. [c.105]
Пользуясь указа 1Ш .. выше методом, определяют / коробового днища (рис. 7. 1). [c.106]
При определенпи необходимо а принять в радианах. Диаметр круга развертки коробового днища можно определить непосредственно по длинам дуг контура днип1,а с учетом высоты борта. [c.107]
В формуле (7. И) углы приняты в градусах. [c.107]
Для полушаровых днищ согласно рис. 7. 3 расчет сводится к определению размеров заготовок сферического сегмента а и отдельных элемептов-лепест-ков Ь, образующих пояса днища. [c.109]
Поверхность сферического сегмента Рс определяют так же, как и поверхность Р для коробового днища по формуле (7. 9) диаметр его развертки В о опреде.ляют по формуле (7. 2) или неносредственно но длине дуги сег-лгента. [c.109]
Определение разверток лепестков производят раздельно для каждого пояса гпарового днища. [c.109]
Длина развертки лепестка I определяется как длина дуги по радиусу днища Н п соответствующему углу и. [c.109]
Приведенный расчет разверток лепестков произведен по нейтральной поверхности тела днища. Для металла большой толщины и в особенности для выполнения сборочно-сварочных операций в качестве базовых можно принять размеры, отнесенные к по-иерхиости днища. В этом случае в полученные размеры вносятся поправки с учетом геометрии кромок сварных соединений. [c.111]
Пример 7. 1. Определить диаметр развертки заготовки коробового днища (см. рис. 7. 1). [c.111]
Относительно нейтральной поверхности В = 1537 л1.и, Я = 1543,5 мм, г — 115,3 мм, = 65 мм и а = 63 . [c.111]
Пример 7. 2. Построить развертку лепестка шарового днища но рис. 7. 3. [c.111]

Вернуться к основной статье

§ 51. Медник (5-й разряд) / КонсультантПлюс

§ 51. МЕДНИК

5-й разряд

Характеристика работ. Выполнение сложных медницких работ с применением всевозможного оборудования, приспособлений и инструмента. Гибка труб диаметром свыше 100 мм. Изготовление сложных деталей, узлов и изделий кислородных, водородных и гелиевых установок различной производительности с большим числом сопряженных узлов и с установкой арматуры. Пайка швов, работающих под давлением свыше 2,5 МПа (25 кгс/кв. см) и под вакуумом, тугоплавкими припоями. Изготовление и монтаж сложных теплообменников, конденсаторов, ректификационных колонн водородно-гелиевых сжижителей. Монтаж разделительных кислородных аппаратов. Разметка и раскрой сложных разверток криволинейных фигур. Изготовление сферических, фигурных изделий больших габаритов вручную по шаблонам с глубокой выколоткой сферы, с пересечением выпуклых и вогнутых поверхностей в холодном и горячем состоянии. Изготовление шаблонов для контроля и производства сложных деталей. Гидравлическое и пневматическое испытание сосудов и арматуры.

Должен знать: конструктивное устройство обслуживаемого оборудования, приспособлений, контрольно-измерительной аппаратуры и инструментов, применяемых для медницких работ; устройство сложной нагревательной аппаратуры; способы и приемы изготовления, сборки и монтажа сложных изделий; правила раскроя и построения сложных разверток геометрических фигур и их расчет; механические свойства применяемых металлов; технические условия на сборку, испытание под высоким давлением сложных узлов и установок.

Примеры работ

1. Автоклавы - изготовление.

2. Аппараты разделительные кислородные - изготовление.

3. Блоки разделения воздуха - перепайка камеры.

4. Вакуум - аппараты - изготовление.

5. Вентили шаровые - изготовление.

6. Воздухосборники - полное изготовление деталей с выколоткой и правкой, сборка и подгонка по месту.

7. Испарители - ремонт, гидравлическое испытание.

8. Колонны ректификационные - сборка и пайка тарелок.

9. Котлы лабораторные - изготовление.

10. Патрубки выхлопные опытных конструкций - выколотка и правка по болванкам с подгонкой по месту.

11. Радиаторы двигателей внутреннего сгорания различных марок - изготовление и капитальный ремонт.

12. Узлы трубопроводов типа "труба в трубе" из краномедных труб - изготовление.

13. Фурмы доменных печей - изготовление.

14. Шары диаметром свыше 500 мм - изготовление.

Открыть полный текст документа

Многофункциональные осциллографы GW Instek серии MDO

Осциллографы — это не только устройства для визуального представления одного или нескольких напряжений. На рынке все чаще появляются осциллографы, сочетающие две и более функций в одном устройстве. Производители сосредотачиваются на все более инновационных устройствах, например, со встроенным генератором сигналов произвольной формы или блоком питания. Компания GW Instek сделала еще один шаг вперед, представив новые серии осциллографов MDO 2000ED и MDO 2000EX для широкого спектра приложений.

При покупке одного прибора вы получаете осциллограф с функциями до до 5 измерительных приборов . Это экономит не только затраты, но и место в мастерской. Осциллографы GW Instek — это идеальное решение для компаний, школ и университетов, которые инвестируют в одно устройство и получают комплексный инструмент для множества различных измерений.

В серию входят осциллографы двух типов:

  • Модели MDO-2000EG являются приборами 3 в 1, имеют встроенный анализатор спектра и двухканальный генератор сигналов произвольной формы с частотой 25 МГц
  • 3 Модели MEX0 являются устройствами 5-в-1, имеют встроенный анализатор спектра, генератор сигналов произвольной формы, функцию цифрового мультиметра и лабораторный источник питания 5 В / 1 А. 8-дюймовый дисплей с разрешением 800x400 пикселей обеспечивает комфортное наблюдение за осциллограммами. Простое и интуитивно понятное меню означает, что у опытных людей не должно возникнуть ни малейших проблем с его работой. Осциллографы поставляются с аксессуарами, такими как пассивный пробник для каждого канала, щупы для мультиметра, благодаря чехлу они готовы к работе практически сразу после распаковки.

    GW Instek MDO-2104EX Цифровой осциллограф 100 МГц 1 Гвыб/с 10 Mpts 8 Bit

    Функция генератора сигналов произвольной формы создавать и генерировать любые формы сигналов.Генератор обеспечивает 14-битное разрешение, что выражается в возможности создания любого сигнала, состоящего из точек из 16384 . Частота дискретизации сигнала 200 Мвыб/год. Тринадцать встроенных функций (синусоидальная, прямоугольная, импульсная, пилообразная, шумовая, гауссовая, синусоидальная, постоянная, лоренцевская, экспоненциальная, экспоненциальная, частота сердечных сокращений, гаверсинус) позволяют создавать собственные сигналы. Более того, генератор предлагает модуляции: амплитуду, частоту, FSK и функцию развертки.

    Функция анализатора спектра

    Анализатор спектра в устройствах MDO-2000E измеряет сигналов ниже 9 кГц, , что полезно для анализа аудиосигналов. В режиме анализатора спектра осциллограф отображает результаты анализа в частотной области в полноэкранном режиме. Анализ характеристик сигнала в частотной области намного проще, чем во временной области. Оборудование имеет возможность редактирования центральной частоты, начальной частоты, конечной частоты и диапазона измеряемого спектра, чтобы устранить проблему невозможности выполнить полное преобразование FFT (быстрое преобразование Фурье).Важной функцией осциллографов является выполнение измерений сигналов с постоянной составляющей напряжения без риска повреждения измерительной цепи. Осциллографы серии MDO используют программное обеспечение для расчета БПФ вне цифровой схемы и, таким образом, немедленного отображения спектра. Стоит обратить внимание на разделительный фильтр RBW , который является сильной стороной этих устройств. От него зависит полоса пропускания измерений, что в свою очередь влияет на точность и скорость анализа.

    Функция лабораторного блока питания

    В моделях осциллографов MDO-2000EX имеется встроенный двухканальный блок питания с плавной регулировкой напряжения в диапазоне 1-5В , благодаря чему он адаптируется к различным приложениям.Это важный элемент для тестирования, исследования и поставки контроллеров, микроконтроллеров и других цифровых и микропроцессорных систем. С помощью соответствующих кнопок можно быстро установить напряжение 3,3В и 5В.

    Функция цифрового мультиметра

    Цифровой мультиметр, встроенный в осциллограф серии МДО-2000ЭД, имеет все функции хорошего мультиметра с большими диапазонами: напряжение переменного тока до 700 В, постоянное напряжение до 1000 В, переменный и постоянный ток до до 10 А, сопротивление до 5 МОм, температура от -50°С до 1000°С (в зависимости от типа термопары).Функция мультиметра может работать одновременно с функцией осциллографа, чтобы вы могли видеть тестируемый сигнал. Прибор запоминает минимальное и максимальное значения и позволяет остановить измерение и отобразить последний результат.

    2

    Особенности instek MDO серии GW осциллографы:

    • Выбираемая пропускная способность 200/100/70 MHZ
    • 2 или 4 канала
    • Real-Time Скорость выборки для каждого канала составляет 1GSA / S ( 2-канальные модели)
    • Максимальная частота дискретизации в реальном времени составляет 1 Гвыб/с (4-канальные модели)
    • Глубина памяти 10 Мб на канал и технология отображения сигналов VPO
    • Скорость обновления сигналов до 120 000 осц/с
    • 8 дюймов ЖК-дисплей WVGA TFT
    • Бесплатное программное обеспечение для анализа частоты
    • I2C / SPI / UART / CAN / LIN Функция запуска и декодирования последовательной шины
    • Функция регистрации данных позволяет отслеживать изменения сигнала до 1000 часов
    • Функция памяти
    • Тест по маске функция

    900 03 Рекомендуемые продукты:

    Рекомендуемые категории:

    Рекомендуемые аксессуары:

    .

    Тестовая запись Ortofon

    Настройки файлов cookie

    Здесь вы можете определить свои предпочтения в отношении использования нами файлов cookie.


    Требуется для работы страницы

    Эти файлы cookie необходимы для работы нашего веб-сайта, поэтому их нельзя отключить.

    Функциональный

    Эти файлы позволяют использовать другие функции веб-сайта (кроме тех, которые необходимы для его работы). Включив их, вы получите доступ ко всем функциям веб-сайта.

    Аналитический

    Эти файлы позволяют нам анализировать наш интернет-магазин, что может способствовать его лучшему функционированию и адаптации к потребностям Пользователей.

    Поставщики аналитического программного обеспечения

    Эти файлы используются поставщиком программного обеспечения, под которым работает наш магазин.Они не объединяются с другими данными, введенными вами в магазине. Целью сбора этих файлов является выполнение анализа, который будет способствовать разработке программного обеспечения. Вы можете прочитать больше об этом в политике использования файлов cookie Shoper.

    Маркетинг

    Эти файлы позволяют нам проводить маркетинговую деятельность.

    .

    Резонансное туннелирование в сверхрешетке квантового оксида - связь с природой

    Предметы

    • Прикладная физика
    • Дизайн, синтез и обработка

    Аннотация

    Резонансное туннелирование — это процесс квантовой механики, который уже давно привлекает внимание как научных, так и технических специалистов благодаря своей интригующей физике и уникальным применениям для высокоскоростных электронных схем. Однако система материалов, проявляющая резонансное туннелирование, была в значительной степени ограничена обычными полупроводниками, отчасти из-за их превосходного качества кристаллов.Здесь мы показываем, что преднамеренно разработанные суперлиты из оксидов переходных металлов демонстрируют поведение резонансного туннелирования с заметным отрицательным дифференциальным сопротивлением. Туннелирование происходило через атомарно тонкий слой SrTiO 3 с лантаном δ, а отрицательное дифференциальное сопротивление достигалось на вершине биполярного переключения сопротивления, обычно наблюдаемого для переходов оксида перовскита. Этот комбинированный процесс привел к необычно высокому коэффициенту сопротивления ( 5 10 5 ) между состояниями высокого и низкого сопротивления.Беспрецедентно высокий уровень контроля, обнаруженный в тонких оксидных пленках δ-оксида, может открыть дверь для новых высокочастотных логических устройств на основе оксида.

    Введение

    В гетероструктурах с квантовыми ямами (КЯ) вероятность квантово-механического туннелирования зависит от доступных квантованных состояний как на начальной, так и на принимающей сторонах перехода. Поэтому туннельный ток обычно не является монотонно возрастающей функцией по отношению к внешней нагрузке.В частности, в квантовой яме между двумя барьерами могут образовываться квантованные резонансные состояния, которые могут приводить к интересному туннельному поведению, так называемому Резонансное туннелирование (РТ). В этом случае энергия волновых функций с дискретными уровнями может сдвигаться и выравниваться с помощью внешнего отклонения (рис. 1) 1, 2 . При правильном выравнивании пиковые туннельные токи показывают отрицательное дифференциальное сопротивление (NDR) чуть выше отклонения резонанса ( VR ).Это интригующее поведение NDR можно использовать в различных устройствах, таких как туннельные диоды и RT-транзисторы. Что еще более важно, явления RT дают уникальное представление об электрических транспортных свойствах материалов, таких как состояния локализованных неисправностей, коллективное электронное возбуждение и структуры зон с квантовыми ямами. Предыдущее поведение ОДС и сопутствующего РТ изучалось в основном в сложных полупроводниках на основе Si или III - V 1, 2, 3, 4, 5 . Превосходное качество кристаллов обычных полупроводников и реальная реализация двумерных (2D) гетероструктур с барьерными слоями нанометровой толщины позволили наблюдать поведение RT.

    ( a ) Схематическая диаграмма сверхрешетки δ квантового оксида. Слой La, легированный δ, образует двумерный электронный газ в слое, формирующем структуру с квантовой ямой. ( b , c ) Вычисленные потенциальные ямы (тонкие черные линии) и электрон находят функции вероятности (толстые линии), т.е. абсолютный квадрат волновой функции, на соответствующих уровнях энергии. При V = 0 ( b ) волновые функции с одинаковыми уровнями энергии выравниваются для каждой квантовой ямы.Когда V > 0, положение волновых функций смещается и больше не выравнивается. При V = V R ( c ) волновая функция основного состояния квантовой ямы выравнивается с волновой функцией первого возбужденного состояния в соседней квантовой яме, что позволяет большому туннельному току течь через суперпереход. Пунктиром показано электрическое поле, соответствующее V R = 1,23 В для всей сверхрешетки.

    Полноразмерное изображение

    На основе последних разработок в области синтеза тонких оксидов доступно точное проектирование сложных тонких оксидных слоев и гетероструктур с помощью импульсной лазерной эпитаксии (ИФЛ) или молекулярно-лучевой эпитаксии атомарного масштаба 6, 7, 8 .Действительно, многие предыдущие исследования продемонстрировали возникающие физические явления в сочетании с механическим квантовым туннелированием в туннельных соединениях из оксида переходного металла (ТМО) с использованием экзотических свойств, включая сверхпроводимость 9 , магнитосопротивление 10, 11 , электрическое сопротивление 12, 13 . и мультиферроичность 14 . Сильная связь между степенью заряда, вращением, фермой и орбитой была исследована для различных режимов туннелирования, таких как эффект Джозефсона и спин-поляризованное туннелирование.В последнее время высокое электрическое сопротивление также наблюдалось в сегнетоэлектрических туннельных переходах 12 . Установлено, что туннельный ток в сегнетоэлектрическом слое эффективно контролируется не только направлением поляризации, но и, что более важно, электронной фазой электродных слоев 13 . К сожалению, отчетливое поведение RT не было экспериментально реализовано в гетероструктурах ТМО.

    Хотя явное поведение RT не было широко изучено в TMO, поведение самого NDR было описано в различных структурах сложных оксидных соединений 15.16, 17, 18 . В частности, энергонезависимое резистивное переключение (ЭС) в гетероструктурах на основе ТМО привлекло внимание ученых к разработке запоминающих устройств следующего поколения на базе мемориалов 19, 20, 21 . В типичных устройствах RS электрическое сопротивление перехода можно модулировать с помощью внешней полярности, и устройство может иметь два (или более) состояния сопротивления, т. е. состояние высокого сопротивления (HRS) и состояние низкого сопротивления (LRS). ). Переключение с LRS на HRS обычно сопровождается поведением NDR, поскольку величина тока уменьшается с увеличением нагрузки выше напряжения переключения.

    Ниже мы рассмотрим транспортные свойства сверхрешеточного соединителя QW (SL), точно сконструированного путем введения атомарно тонкого LaTiO 3 (LTO) между барьерными слоями SrTiO 3 (STO). Ясно наблюдается поведение RT из NDR. Более того, поскольку оксидные гетероструктуры могут выявлять РС, мы также предполагаем, что сплавление РС с НДР является эффективным способом максимизировать соотношение сопротивлений между ВКР и НРС в оксидных гетероструктурах с КЯ.

    Результаты

    Прецизионное проектирование кислородных квантовых гетероструктур

    Для реализации гетероструктуры TMO QO была построена STO SL с опцией La δ с атомарно резкими интерфейсами 22 .Мы считаем, что образец с превосходным качеством кристалла крайне необходим для наблюдения поведения квантового резонанса в ТМО. Поэтому мы эпитаксиально разработали высококачественный [LTO 1 / STO 6 ] 10 SL с минимальным количеством дефектов, используя наши возможности синтеза в атомном масштабе 6, 8 . Подробная информация о росте образца в соответствии с PLE и экспериментальными данными, а также отличная кристалличность нашего SL представлены в методах и на дополнительном рис.1.

    Схематическое изображение структуры СР показано на рис. 1а. Отметим, что легирование La δ создает двумерный электронный газ (2DEG) с высокой плотностью проводящих носителей на границе раздела (0,5 электрона на элементарную ячейку) из-за утечки 3 d 1 электронов в La 3+ Ti 3+ O 2–3 в состояниях 3 d 0 в Sr 2+ Ti 4+ O 2–3 (ссылки 8, 23, 24, 25). Парциальные 3d-электроны или распределение ионов Ti 3+ сосредоточено вокруг слоя LTO с широкой КЯ из нескольких (5-6) элементарных ячеек 23, 26.С другой стороны, было показано, что слой STO остается в значительной степени изолирующим и может служить барьерным слоем, если его толщина превышает три элементарные ячейки (uc) 23, 26 . Поэтому образованный на границе ДЭГ можно рассматривать как квантовую яму толщиной в несколько нанометров, как показано на рис. 1б. В то время как многие предыдущие исследования были сосредоточены на поведении электронного транспорта в плоскости такого 2DEG в оксидных гетероструктурах на основе титаната 25 , 25 , 28 , мало что известно о свойствах соединения вне плоскости 29 .Кроме того, в отличие от типичных устройств RT, состоящих из полупроводниковых квантовых ям толщиной в десятки нанометров, туннелирование в наших устройствах происходит только через атомный тонкий слой, основной элемент решетки, что обеспечивает многообещающие перспективы сверхбыстрого времени прохождения.

    Нелинейные вольт-амперные характеристики

    На рис. 2 показаны вольт-амперные характеристики узлов TMO QW при различных температурах. При комнатной температуре наблюдалась слабая кривая гистерезиса, которая демонстрирует типичное биполярное поведение КР.Два разных состояния сопротивления могут быть достигнуты путем переключения полярности напряжения смещения. Действительно, было подтверждено, что особенности памяти демонстрируют типичное поведение РС. В целом, понимание механизмов переключения является серьезной проблемой для повышения производительности энергонезависимой памяти. Для объяснения явления биполярного РС были предложены различные модели, зависящие от поляризации электрического поля, включая миграцию ионов 19 , переход Мотта 30 и формирование барьера Шоттки 31, 32, 33 .В частности, было установлено, что барьер Шоттки, созданный на интерфейсе, вызывает поведение RS для соединений на основе Nb: STO 31, 33 . Более конкретно, изменения в барьере Шоттки из-за захвата заряда в дефектных состояниях или миграции кислорода из-за приложенного напряжения смещения часто связывают с биполярным поведением RS 31, 32, 34 . Подобный, если не такой же, механизм, по-видимому, играет важную роль и в нашем SL. Поскольку качественно подобное биполярное поведение КР наблюдалось и для перехода Pt/Nb:STO (вставка на рис.2а), мы считаем, что поведение RS исходит в основном от интерфейса между SL и Nb: STO.

    ( a ) Температурно-зависимые I (V) характеристики сверхрешетки, демонстрирующие резонансную туннельную функцию, наложенную на резистивное переключение. Стрелки указывают направление развертки напряжения. На вставке показан аналогичный зависящий от температуры ток как функция напряжения для голой подложки Nb: SrTiO 3 . ( b ) Кривые разности (d I / d V) для одних и тех же данных.

    Полноразмерное изображение

    По мере снижения температуры общий уровень тока увеличивается для обеих полярностей напряжения, и RS становится более выраженным с большим расхождением между LRS и HRS.Это зависящее от температуры увеличение уровня тока можно объяснить заметно возросшей подвижностью носителя и диэлектрической проницаемостью STO при низких температурах 25 . В частности, подобная температурная зависимость уровня тока для перехода Pt/Nb:STO (вставка на рис. 2а) позволяет предположить, что нижний электрод Nb:STO в значительной степени отвечает за увеличение уровня тока при понижении температуры. При T < ∼ 220 K интересное транспортное поведение начинает проявляться при ∼ 1,2 В при сохранении общей биполярной характеристики КР нашей СР.Четкое и плавное поведение NDR затем наблюдается при дальнейшем увеличении напряжения в положительном направлении отклонения. Следует отметить, что такой плавный пик на кривой I (V) значительно отличается от обычных внезапных особенностей NDR, наблюдаемых при обычном РС в ТМО. Для общего RS (как биполярного, так и монополярного) уровень тока сразу падает при переключении с LRS на HRS, в отличие от того, что мы видим здесь. Кроме того, наблюдалось дальнейшее увеличение тока над отчетливым пиком на кривой I (V), о котором, насколько нам известно, никогда не сообщалось для обычного РС.Эти отличительные черты означают, что происхождение ОДС в нашей СР КЯ принципиально отличается от происхождения обычного КР, часто наблюдаемого в тонких оксидных пленках.

    Также важно подчеркнуть, что поведение NDR однозначно определяется структурой TMO QW. Кривые I (V) для соединения Pt / Nb: STO в зависимости от температуры, показанные на вставке к рис. 2а, представляют только типичное биполярное поведение RS разъемов Nb: STO. В то время как аналогичное поведение RS наблюдалось для различных переходов Nb: STO, как обсуждалось ранее 32, 33 , функция плавного пика и четкое поведение NDR отсутствовали, что указывает на то, что намеренно разработанный TMO SL с QW действительно отвечает за уникальную функцию.Более того, при дифференцировании кривых I (V) SL, как показано на рис. по сравнению с обычным RS. Наблюдение NDR только при более низкой температуре, возможно, из-за уменьшенного рассеяния фононов, еще раз подтверждает поведение RT.

    Теоретические расчеты резонансного туннелирования

    Чтобы убедиться, что поведение NDR действительно получено из RT, мы провели теоретический анализ с учетом ширины запрещенной зоны, эффективной массы и диэлектрической проницаемости (ε r ) гетероструктуры TMO (подробности см. В разделе «Методы»).Среди этих параметров ε r оксидной гетероструктуры 2ДЭГ подробно не изучался. Однако ожидается, что образование межфазных зарядов резко снизит значение ɛr высокодиэлектрического STO. Поскольку это изменение приводит к существенной модификации диэлектрического экранирования проводящих носителей, мы сосредоточимся здесь на влиянии ε r . На рис. 3 показана эволюция энергетических уровней квантованных состояний и VR для [LTO 1 / STO 6 ] 10 SL в зависимости от ε r .Квантованные уровни энергии показывают значения в отсутствие внешнего электрического поля. Реальные потенциальные ямы и волновые функции внутри ямы с соответствующими уровнями энергии показаны на рис. 1б для ε r = 100. состояний и и число замкнутых состояний уменьшается с увеличением ε r . При е r ≤ 100 яма достаточно глубока, чтобы в ней находились три закрытых состояния (основное, первое и второе возбужденные состояния) внутри КЯ, в то время как при е r > 100 возможны только два ограниченных состояния (рис.3а). Из распределения уровней энергии и геометрии КЯ мы можем вычислить V R как функцию ε r (рис. 3б). По мере увеличения ɛr ожидается меньшее VR из-за меньшей разницы энергий между основным состоянием и первым возбужденным состоянием. Для ε r = 100, V R = 1,23 В необходимо, чтобы индуцировать RT между основным и первым возбужденным состояниями в специально разработанном SL-оксиде, как показано на рис.1c. Теоретические расчеты показывают, что было бы довольно трудно наблюдать хорошо выраженный пик более высокого порядка в туннельном токе.Ограничение второго возбужденного состояния возможно только при е r < 100. Даже в этом случае это состояние легко устраняется приложением небольшого электрического поля. На практике общий высокий уровень тока делает невозможным наблюдение отчетливых характеристик высокого напряжения. В частности, ток значительно увеличился до очень высокого уровня при низкой температуре, а совместимость по току, установленная для предотвращения теплового повреждения оксида квантовой ямы, скрывает пиковую характеристику. (Мы заметили некоторое изменение температуры вблизи самой низкой температуры из-за джоулева нагрева, но характеристика I (V) была очень стабильной и воспроизводимой.)

    Влияние ɛr на ( a ) энергетические уровни замкнутых электронов в квантовых ямах без внешнего электрического поля и ( b ) VR в оксидной сверхрешетке [(LaTiO 3 ) 1 / (Sr13O 3 ) 6 ] 10 . При е r = 100 мы получаем условие одиночного резонанса при V R = 3 1, 23 В, что согласуется с экспериментальным результатом.

    Полноразмерное изображение

    Обсуждение

    Обратите внимание, что поведение RT наблюдается только при положительном смещении, что может быть связано с асимметричной геометрией образца и результирующим профилем тока.Текущий уровень отрицательного смещения слишком высок (как для HRS, так и для LRS), что может затруднить наблюдение за поведением NDR. Кроме того, ток намного быстрее достигает предела соответствия, что еще больше затрудняет наблюдение за поведением NDR при отрицательном смещении. Наконец, I (V) характеристика нашего оксидного устройства удивительно похожа на характеристику резонансного туннельного диода SiO 2 / Si 4, что убедительно подтверждает, что поведение NDR основано на RT в нашей гетероструктуре TMO.

    Отметим, что несколько предыдущих исследований на пересечениях ТМО призывали к наблюдению резонансных состояний 16, 35 . Эти отчеты показывают, что резонансные состояния могут создаваться с V R порядка 0,1–1,0 В из-за дефектов или состояний загрязнения. Наблюдения основаны на химическом легировании, т.е. кислородных вакансиях, легированных SrTiO 3− δ и Mn в SrRuO 3 (SrRu 0, 95 Mn 0, 05 O 1 3 SrO 3 ) для - δ и SrRu 0, 95 Mn 0, 05 O 3 / Nb: интерфейсы STO соответственно.С другой стороны, наше открытие явной RT основано на преднамеренно разработанной TMO QW SL, которая может предоставить беспрецедентную возможность для разработки новых туннельных электронных кислородных устройств.

    Наблюдение за поведением RT также предоставляет количественную информацию, полезную для понимания физики явления RT и для понимания технологических приложений. Отметим, что такой количественный анализ не мог быть выполнен для QW QT, поскольку поведение RT никогда ранее не наблюдалось.Поскольку время жизни RT (τ RT ) важно для понимания туннельного поведения электронов КЯ TMO, мы рассчитали τ RT, , используя условие неопределенности энергии при энергии, соответствующей RT, т.е. τ RT = ħ / 2Δ E где ħ = h / 2 π, h — постоянная Планка, а ΔE — половина ширины на половине максимума резонансного пика 36 . Из-за широкой резонансной особенности пика (∼ 1 эВ) для нашей КЯ ТМО мы получаем довольно малое значение RT τ (∼ 0,7 фс), что на порядок меньше, чем полученное в полупроводниковой КЯ 36 .Это значение также мало по сравнению с поперечным временем жизни через туннельный барьер, и поэтому не ожидается, что оно будет сильной когерентностью в сложных оксидах с КЯ. На самом деле, в нашей СР КЯ ожидается небольшое RT RT , так как такая гетероструктура имеет достаточно низкое время релаксации (τ µ = .4 42,4 фс) 24 носителей заряда, что также на порядок меньше чем полученные из обычных полупроводников, возможно, из-за сильной корреляции 37 .Кроме того, отношение пикового тока к минимальному току (PVCR) и пиковая плотность тока (PCD) нашего RT-диода на основе TMO составляют приблизительно 1, 3 и 120 А см- 2 при самой низкой температуре (4K) соответственно. PVCR довольно мал по сравнению с обычными полупроводниковыми диодами RT, где типичное значение > 3 при комнатной температуре. С другой стороны, PCD полупроводниковых диодов РТ охватывает семь порядков величины от десятков мА см- 2 до сотен кА см- 2 .Таким образом, значение PCD, измеренное нашим устройством TMO RT, находится в диапазоне полупроводниковых RT-диодов.

    Поведение RT в нашем кислородном QW SL расширяет еще одну полезную функциональность, уникальную для TMO. На самом деле замечено, что коэффициент лобового сопротивления между HRS и LRS значительно увеличивается при использовании функции RT. На рис. 4 показано сопротивление переходов HRS и LRS, измеренное при 0,5 В и -0,5 В в зависимости от температуры соответственно. На вставке показан график зависимости сопротивления от приложенного напряжения смещения.Разница между сопротивлением HRS и LRS увеличивалась по мере снижения температуры. Ниже 150K мы заметили, что отношение ВКЛ/ВЫКЛ было больше 105, в то время как при комнатной температуре оно было немного больше 10. Обычно отношение ВКЛ/ВЫКЛ для биполярного РС составляет около 2, что намного ниже, чем для униполярного РС. Совершенно другое поведение сопротивления в зависимости от температуры (HRS демонстрирует изоляционное поведение, тогда как LRS демонстрирует поведение, зависящее от температуры металла), в основном благодаря функции RT, что значительно увеличивает соотношение ВКЛ/ВЫКЛ.Ниже 120K роль соответствия играло небольшое снижение значения сопротивления HRS (открытые символы красного цвета). Тем не менее, вы все еще можете наблюдать большой коэффициент сопротивления ( 5 10 5 ) с возрастающей тенденцией к самой низкой температуре, которую мы использовали. Несомненно, такое большое увеличение коэффициента лобового сопротивления связано с поведением СР КЯ РТ. Резко возросшая вероятность туннелирования вблизи резонансного напряжения смещения значительно снизила сопротивление LRS вблизи VR .Функция провала значения сопротивления при V 1 V для LRS, показанная на вставке к рис. 4, явно означает повышенную вероятность туннелирования.

    Значения сопротивления для состояний высокого и низкого сопротивления (т. е. ВКЛ и ВЫКЛ) при -0, 5 и 0,5 В суммированы в виде красных и синих символов соответственно. Пустые символы представляют собой значения сопротивления для состояний высокого сопротивления при -0,5 В с частичным переключением из-за ограничения тока соответствия. На вставке показано сопротивление в зависимости от температуры в зависимости от приложенного напряжения.См. легенду на рис. 2 для индексации температуры.

    Полноразмерное изображение

    В целом, мы наблюдали интригующую функцию NDR в SrTiO 3 / LaTiO 3 / SrTiO 3 КЯ при низких температурах. Поведение NDR объясняется резонансным туннелированием специально сконструированными оксидами квантовых ям. В частности, благодаря наличию резонансного туннелирования достигается значительно повышенное отношение ON/OFF при биполярном переключении сопротивления, которое происходит на границе гетероструктуры и металлической подложки.Наше исследование также показывает потенциал оксидных гетероструктур для сохранения квантовой механики, которая оказалась возможной только в обычных полупроводниковых гетероструктурах. Поэтому мы считаем, что открытие резонансного туннелирования КЯ на основе оксида может стать важной вехой для оксидной электроники.

    Методы

    Изготовление образца

    Образец [(LaTiO 3 ) 1 / (SrTiO 3 ) 6 ] 10 SL был приготовлен при 700 °С при парциальном давлении кислорода 10-5 9001 с помощью импульсного эпитаксиального лазера.Эксимерный KrF-лазер (λ = 248 нм) с плотностью излучения ∼ 1 Дж см- 2 использовался для абляции монокристаллической STO и спеченной мишени La2Ti2O7. Используемая подложка представляла собой атомарно-плоский TiO 2 (001) с многослойным наконечником, легированный Nb STO (0,05 мас.%), Забуференный 10 мкC STO. Буферный слой STO 10 мкКл использовался для обеспечения хорошего качества поверхности и интерфейса оксида квантовой ямы. Процесс роста контролировали с помощью дифракции электронов с высоким коэффициентом отражения (ДБЭО), обеспечивающей послойный рост.На дополнительном рис. 1а показаны колебания интенсивности зеркального пятна ДБЭО в зависимости от времени нарастания. Последовательно складывали шесть слоев STO и один слой uc LTO. Картина ДБЭО in situ вдоль направления подложки [100] до роста SL (дополнительный рис. 1b) явно сохраняется даже после роста (дополнительный рис. 1c), что указывает на оптимизированный послойный рост. Топографическое изображение поверхности с помощью атомно-силовой микроскопии (фон дополняет рис. 1d) также показывает хорошо сохранившуюся ступенчато-террасную структуру подложки ~ 0,4 нм даже после осаждения SL, что указывает на четко определенную атомную поверхность и интерфейс.После роста образец СР находился на месте после отжига в течение 10 минут при температуре роста в атмосфере относительно высокого давления кислорода (10-2 торр), а затем охлаждался при том же давлении для полной компенсации потенциальных кислородных вакансий. Отметим, что повышение низкого давления и последующий отжиг являются необходимыми этапами для роста перовскита LaTiO 3 , поскольку он имеет очень узкое окно повышения давления кислорода. Рост при более высоком давлении кислорода приводит к образованию фаз La 2 Ti 2 O 7 или примесей.Рентгеновская дифракция θ - 2 θ показала, что спроектированная структура SL была реализована (дополнительный рис. 1d). Превосходная кристалличность была подтверждена сканированием кривой прокатки, как показано на дополнительном рисунке 1e (например, пик 006 SL). Значение полуширины и полной ширины было сравнимо с таковым для подложки, легированной Nb. Картирование обратного пространства вокруг отражения подложки 114 Nb: STO подтверждает полностью напряженный образец SL (дополнительный рис.1е).

    Электрические характеристики

    Верхний Pt-электрод (диаметром 300 мкм) был сформирован путем напыления RF на поверхность образца с теневой маской. Внешнее смещение подавалось на подложку Nb:STO, служившую нижним электродом. Зависимую от температуры и тока кривую (I (V)) измеряли с использованием системы измерения физических свойств (Quantum Design Inc.) с источником измерения (Kethley 236). Соответствие току (0,1 А) и максимальное напряжение развертки (от -2 до 4 В) устанавливаются для предотвращения повреждения устройства.

    Теоретические расчеты

    Форма электростатического потенциала (рис. 1б), индуцированного δ-легированием La в STO, была получена спонтанным решением уравнений Пуассона и Шрёдингера без использования электрического поля. Самосогласованные расчеты проводились итеративно с использованием второго метода Бройдена до тех пор, пока электростатический потенциал не сходился. 38 Затем с помощью внешнего электрического поля были получены волновые функции оболочки и уровни энергии электронов (рис.1с). Мы рассмотрели значения ε r STO в диапазоне 10-10 3 (Примечание: в то время как масса ε r STO при низкой температуре, как известно, очень велика, ε r сильно меняется в зависимости от электрического поля, температура и геометрия образца), а для расчетов использовалась эффективная масса 4, 4 (эффективная масса полосы STO вне плоскости) 39 .

    Дополнительная информация

    PDF-файлы

    1. 1

      Дополнительная информация

      Дополнительные рисунки 1–3, дополнительные примечания 1–3 и дополнительные ссылки

    Комментарии

    Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и положения сообщества.Если вы обнаружите что-либо оскорбительное или несовместимое с нашими условиями или правилами, отметьте это как неприемлемое.

    .

    Методика лазеротерапии 9000 1

    Методика лазеротерапии

    Классификация медицинских лазеров

    Классификация медицинских лазеров связана с их различиями в отношении: типа используемой лазерной среды, режима работы лазера, длины излучаемой длины волны
    и мощности излучаемого излучения. По этим критериям делим медицинские лазеры:

    • газовые лазеры (среда - газ или газовая смесь)

    • лазеры на твердых телах (стекло или кристаллическая среда)

    • полупроводниковые лазеры (среда - полупроводниковые материалы)

    • из-за типа выпуска:

    • работающий в импульсном режиме - пульсовая волна,

    • работает в непрерывном режиме - непрерывная волна, мощность и интенсивность неизменны во времени,

    • испускающий ультрафиолетовое (УФ) излучение <400 нм

    • излучение видимого света (VIS) 400-780 нм

    • испускающий инфракрасное (ИК) излучение > 780 нм

    • маломощных лазера 1–6 мВт

      лазеров
    • лазеры средней мощности 7–500 мВт низкой энергии

    • лазеры высокой мощности > 500 мВт - лазеры высокой мощности

    В физической медицине чаще всего используются лазеры малой и средней мощности с биостимулирующим эффектом и поэтому используются для низкоэнергетической лазерной лучевой терапии (LLLT - анг. Низкоинтенсивная лазерная терапия ).

    В вышеуказанной терапии чаще всего применяют лазеры, работающие в импульсном режиме с шириной импульса (длительностью импульса) 200 нс и частотой
    1 - 4000 Гц.

    Классы безопасности лазеров:

    Класс 1 - лазеры абсолютно безопасны

    Класс 2 - лазеры не совсем безопасные, излучают видимое излучение 400 - 700 нм, защита глаз за счет мигательного рефлекса

    Класс 3А - Опасно при взгляде на луч через оптические приборы

    Класс 3B — Опасный взгляд на луч или зеркальное отражение

    Класс 4 - лазеры высокой мощности, защищающие глаза и кожу от прямого и рассеянного излучения

    Защита от лазера

    1. Пациент и терапевт , работающие с лазерами классов 3A, 3B и 4, должны носить защитные очки, отвечающие следующим требованиям:

    - выбрать для определенной длины волны,

    - обеспечить ослабление мощности до безопасного уровня,

    - обеспечить адекватную передачу в полосе хорошего зрения и широкое поле зрения

    - рамки с боковыми крышками и этикеткой, информирующей об оптической плотности (ОП) и длине волны ослабленного излучения

    ОП (оптическая плотность) - эффективность подавления

    OD = 1 10-кратное затухание, передача в полосе хорошего зрения 10%

    OD = 2 затухание в 100 раз, передача в полосе хорошего зрения 1%

    • В диапазоне длин волн от 400 до 1400 нм излучение проникает в глаз и фокусируется на сетчатке, поэтому наибольший риск представляет ожог или повреждение сетчатки, что может привести даже к полной слепоте.

    • Излучение с длиной волны ниже 400 нм и выше 1400 нм может повредить роговицу и хрусталик.

    2. Процедурный кабинет должен иметь соответствующую маркировку

    • Лазер должен работать только в контролируемой зоне.

    • Вход в опасные зоны должен быть отмечен стандартными предупреждающими знаками о лазерном излучении.

    • Для предотвращения непреднамеренных зеркальных отражений в помещении не должно быть блестящих, легко отражающих поверхностей, избегать зеркальных отражений (стеклянные двери, зеркала).

    • Блестящие предметы (часы, золотые и серебряные украшения), способные отражать излучение, нельзя носить в зоне действия лазерного излучения.

    3 . Лазерные устройства класса 3B и 4 должны иметь специальный ключ, необходимый для их включения. Удаление ключа из коммутатора защищает от несанкционированного включения. Аппарат должен быть заперт, закреплен и использоваться

    обученным персоналом.

    4 .Недопустимо направлять лазерный луч на лицо человека, не надевающего очки.

    Общие правила лазерного облучения

    Перед началом облучения необходимо выбрать следующее:

    90 202
  • - длина волны - определение глубины проникновения:

    • короткие волны (600 - 700 нм) проникают более поверхностно, используются при лечении поверхностных и неглубоких поражений,

    • длинные волны (830 - 904 нм) используются для глубоких изменений,

    1. - режим работы -непрерывный, импульсный

    2. - мощность излучения - в непрерывном режиме 1 - 500 мВт,

    - в импульсном режиме от нескольких до нескольких десятков Вт,

    90 202
  • - поверхностная плотность энергии

  • - продолжительность лечения

  • - методика воздействия - учитываем потери энергии:

    1. зонд для обработки, контактный - без потери энергии

    2. оптические насадки, оптические волокна - ≈ 10% отражение излучения,

    3. использование сканера - 15 - 50% отражение излучения.

    Для получения желаемых результатов биостимуляции необходимо обеспечить правильное количество энергии на единицу площади поверхности.

    В зависимости от терапевтической цели следует подбирать соответствующую силу раздражителя, руководствуясь законом Арндта-Шульца.

    Исследования и наблюдения показывают, что при лазерной биостимуляции наиболее выгодно применение доз поверхностной энергии в диапазоне от 0,1 Дж/см 2 до 12 Дж

    Мощность излучения (P)

    Мощность излучения – физическая величина, характеризующая скорость потока энергии (Е) во времени (t)

    P = E/t 1W = 1J/1s

    Мощность излучения измеряется в ваттах (1 Вт).

    1 мВт = 0,001 Вт = 10 -3 Вт

    Связь между единицами мощности и энергии излучения

    1 Вт = 1 Дж / 1 с или 1 Дж = 1 Вт • 1 с

    Важнейшей задачей лазерной терапии является доставка нужной дозы энергии излучения к соответствующей области патологических тканей

    напр.расчет одной и той же дозы Е, равной 1 Дж, для разных мощностей излучения (с учетом того, что 1 Дж = 1 Вт • 1 с)

    энергия = мощность x время

    • 1 Дж = 1 мВт x 1000 с

    • 1 Дж = 10 мВт x 100 с

    • 1 Дж = 200 мВт x 5 с

    Поверхностная плотность энергии (ED)

    Поверхностная плотность энергии – это мера дозы радиации, переданной на поверхность обрабатываемой ткани, выраженная в юэлях (Дж) на см²

    Отличается простотой управления параметрами:

    - мощность излучения (Р)

    - время обработки (т)

    - площадь воздействия (S)

    ЭД = Р•т/с

    Уровень применяемой дозы облучения определяется:

    - реакция пациента на лазерные лучи

    - техника экспонирования

    - глубина проникновения света заданной длины волны и мощности в зависимости от местоположения

    - степень и тип заболевания

    Рекомендуемая поверхностная плотность энергии :

    При острых состояниях → 0,1 - 2 Дж/см 2

    При подострых состояниях → 3 - 4 Дж/см 90 275 2 90 276 9000 5

    При хронических состояниях → 5 - 12 Дж/см 90 275 2 90 276 9000 5

    Лазерное излучение с плотностью энергии 0,1 Дж/см 2 до прибл.12 Дж/см 2 оказывает биостимулирующее действие на ткани.

    Энергетическая доза определяется как поверхностная плотность энергии падающего на ткань излучения и выражается в Дж/см²

    Перед началом процедуры необходимо:

    - определить место и зону обработки

    - промыть и обезжирить кожу и кончик лечебного зонда

    спиртовым раствором

    - площадь за один день не должна быть больше 400-500 см², разделенная на

    поля площадью 80 см²

    - при облучении триггерных точек чаще всего 1 см² на

    точек

    Методы воздействия

    • Облучение лазерным лучом заданной области может осуществляться контактным или бесконтактным способом - ручным или автоматическим сканированием с помощью сканера

    • В каждой методике необходимо соблюдать правило перпендикулярного падения лазерного луча на ткань

    • Во время одной процедуры лучше всего сочетать разные техники: подметание, затем надрез, например.в местах максимальной болезненности

      90 019
    • Для равномерного освещения всей обрабатываемой зоны точечной техникой используйте 1-2 см расстояния между точками

    • Глубина проникновения излучения регулируется длиной волны и методом облучения

    • Перед началом облучения внимательно прочтите инструкцию по эксплуатации данного лазера и рекомендации производителя аппарата

    • Жир, кожное сало и т.д. должны быть удалены с поверхности кожи.когда тип кожи пациента или средства личной гигиены указывают на то, что лечению могут мешать отражения и/или помехи на границе раздела лечебного диода и поверхности кожи. Для этого используйте марлю с антисептиком или спиртом (тщательно протрите полотенцем).

    • В дополнение к соблюдению оптимальных условий лечения, очистка кожи пациента перед каждым сеансом поддерживает инструмент в чистоте.

    Бесконтактный метод

    Разновидности бесконтактных методик позволяют проводить точечное или специфическое поверхностное облучение (расфокусированным пучком, ливневым зондом или с использованием сканера).

    Применяются в случаях, когда контакт зонда с обрабатываемой областью нецелесообразен (например, при лечении ран, при кожных заболеваниях), а их недостатком являются большие потери энергии

    При бесконтактном облучении лечебный зонд не касается непосредственно тканей

    Важно удерживать датчик в фиксированном положении над поверхностью кожи, сохраняя расстояние между поверхностью датчика и тканью как можно меньшим (<0,5 см) и угол луча 90 90 275 o 90 276

    Контактная техника

    • Контактный метод используется только на неповрежденной коже

    • При контактном облучении лечебный зонд непосредственно касается тканей

    • Зона обработки требует подготовки в виде обезжиривания кожи и дезинфекции зонда перед каждой обработкой.

    Есть три типа этой техники:

    • "развертка" - используется редко,

    • техника давления - обеспечивает лучшее проникновение в ткани,

    • методика с пульсирующим давлением («клевание») – дополнительно вызывает массаж обрабатываемой зоны, рекомендуется при отеках (может стимулировать кровоток и лимфоток).

    • Компрессионно-контактная техника максимизирует проникновение излучения в кожу и фокусируется на ткани-мишени

    • Сжатие тканей между терапевтической головкой и тканью-мишенью помогает свести к минимуму поглощение излучения до того, как оно достигнет тканей-мишеней, а также снижает кровообращение в тканях.

    • Это снижение кровообращения в области лечения эффективно увеличивает количество энергии излучения, доставляемой подлежащим тканям, поскольку гемоглобин является потенциальным хромофором от красного до ближнего инфракрасного диапазона

    • Единственным исключением, когда контактная техника не используется, являются открытые раны, когда комфорт пациента и асептические условия препятствуют ее использованию.

    • Для стандартного контактного метода держите датчик перпендикулярно ткани так, чтобы кончик был направлен в кожу.

    • Диапазон давления, устанавливаемого оператором (и, следовательно, глубина нажатия на головку), в первую очередь зависит от:

    - глубина/расположение целевой ткани

    - Болезненность области ткани, обработанной датчиком

    Для стимуляции триггерных и акупунктурных точек обычно используются методы с фиксированными датчиками.

    Методы применения лазерного излучения также можно разделить на неинвазивные (все вышеперечисленные) и инвазивные .Все большее распространение получает инвазивное применение лазерной биостимуляции, например облучение предстательной железы «ректумально», шейки матки «первагинально» или внутривенное введение крови.

    Лазеропунктура

    Потенциальные терапевтические преимущества можно получить, манипулируя ручной лазерной головкой во время операции.

    Давление, оказываемое через лечебную головку во время лазерного облучения на такие клинически важные области, как точки акупунктуры или триггерные точки боли при заболеваниях опорно-двигательного аппарата, эффективно служат в качестве акупрессурной терапии параллельно с лазеротерапией, терапевтические эффекты обеих методик дополняют друг друга.Наиболее часто используемым и рекомендуемым типом манипуляции является быстрое прокалывание ткани головой подобно некоторым методам акупунктуры с помощью иглы

    .

    Воздействие на организм с лечебной или профилактической целью низкоэнергетическим лазерным излучением через акупунктурные точки.

    Плотность мощности излучения
    - не более 20 мВт/см 2 - для корпоративных очков
    - не более 10 мВт/см 2 - для аурикулярных очков

    Время воздействия на одну корпоративную точку 10 - 30 с и на аурикулярную точку - 5 - 10 с.

    За одну процедуру можно облучать максимум 20 точек.

    Лабильные методы

    • Обработка с подвижной головкой (лабильная) называется сканированием или подметанием (ручным или сканером) . Головка движется плавными круговыми или волнообразными движениями со скоростью около 1 см/с

    • должны быть распределены равномерно, как можно ближе к очагу заболевания.

    Техника подметания сканером

    • выбор правильного размера и формы облучения по отношению к обрабатываемой области,

    • угол падения излучения на обрабатываемую зону 90°

    Ручная техника подметания

    • Во время процедуры головка должна находиться под прямым углом к ​​ткани-мишени

    • Диапазон движения струи через ткани должен быть стандартизирован для доставки эффективного и равного количества энергии ко всем участкам раны или повреждения.

    Наиболее распространенные показания к лазерной биостимуляции включают:

    • медленно заживающие раны, пролежни и язвы,

    • хронические и подострые воспаления мягких тканей,

    • дегенеративные заболевания суставов (конечностей и позвоночника),

    • болевые синдромы в спине при дископатии,

    • периартикулярные воспаления,

    • хронические и подострые воспаления суставов и околосуставных тканей,

    • перегрузочные состояния опорно-двигательного аппарата,

    • невралгия периферических нервов,

    • невропатии,

    • посттравматические состояния,

    • отек.

    Противопоказания к лазерной биостимуляции:

    • опухоли,

    • беременность,

    • фоточувствительность или фармакотерапия фотосенсибилизирующими агентами,

    • имплантированный кардиостимулятор,

    • лихорадочный,

    • эпилепсия,

    • светочувствительность,

    • эндокринная гиперактивность,

    • активный туберкулез,

    • острые системные бактериальные, вирусные и грибковые заболевания,

    • менструация,

    • фиброзная мастопатия молочной железы,

    • 90 014

      неконтролируемый диабет,

    • поражение кожи ультрафиолетовым, ионизирующим и рентгеновским излучением, терапия цитостатическими и иммунодепрессантами

    Противопоказано облучать эндокринные железы, глазное яблоко и область вокруг глазницы лазерным излучением.

    Расчет дозы энергии для непрерывного лазера

    • Чтобы вызвать биостимулирующий эффект в тканях, необходимо обеспечить соответствующее количество энергии на единицу площади

    • Для непрерывного лазера поверхностная энергия рассчитывается как:

    ЭД = Р•т/с

    Расчет дозы энергии для импульсного лазера

    - импульсная мощность (Pi) - самые распространенные: 10Вт, 20Вт, 30Вт, 50Вт, 75Вт, 100Вт

    - ширина импульса (ти) - наиболее распространены 50нс, 150нс, 200нс

    - частота (f) - от 1-4000Гц и даже 10000Гц

    Для импульсных лазеров:

    1.Сначала рассчитайте среднюю мощность, эквивалентную мощности непрерывного излучения

    Средняя мощность (P avg ) является произведением мощности излучения в импульсе (P имп ), длительности импульса
    (t имп ) и количества импульсов в секунду (f):

    P av = P имп • t имп • f

    2. Поверхностная энергия импульсного лазера:

    Е Д = Р Ср • т/с

    Бесконтактный метод вызывает большее отражение и меньшую проницаемость

    Расчет площади облучения бесконтактным методом:


    Поисковик

    Похожие страницы:
    Методика лазерной терапии с указанием параметров
    Лазерные методы диагностики и терапии
    Физиотерапия - Методика лазерного лечения, УЙК.Физиотерапия, - Примечания - Курс II -, Физиотерапия
    Т 3 [1] МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ И РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
    10 Методы получения трансгенных анималидов 10950 п.п. методология PE
    Метод эпидемиологии, Кусинская А., Митренга К., Палка М., Оршулик К. 3B
    Методы обнаружения ГМО 2
    Методы и цели исследования в психологии
    E Learning Современные методы обучения
    МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ 3
    Традиционные методы обучения в медицине 2
    Fwd дидактика, Альтернативные методы
    ФОРМЫ И МЕТОДЫ РЕАБИЛИТАЦИИ (1)
    Усовершенствованные методы очистки дыхательных путей

    подробнее похожие страницы

    .

    [PDF] Упражнение M3 ПРОВЕРКА КРИВЫХ НАПРЯЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МУЛЬТИОСЦИЛОСКОПА

    1 Лаборатория основ измерений Вячеслав Шамов Упражнение М3 ПРОВЕРКА КРИВЫХ НАПРЯЖЕНИЯ С МНОЖЕСТВЕННЫМИ...

    Лаборатория основ измерений

    Wiaczesław Szamow

    Упражнение M3

    ПРОВЕРКА КРИВЫХ НАПРЯЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МУЛЬТИОСЦИЛЛОСКОПА

    комп. тех. Мирослав Мась

    Университет естественных и гуманитарных наук Седльце 2011

    1.Введение Целью упражнения является ознакомление с работой функционального генератора и мультиосциллографа, измерение различных напряжений, частот и времени Расчет периода для различных форм входного сигнала с помощью мультиосциллографа. В измерительный комплект входят - мультиосциллограф HM 1508 - 2 генератора сигналов DF1641B - 2 коаксиальных кабеля с разъемами BNC. ПРИМЕЧАНИЕ. Не используйте кнопку SETTINGS, чтобы избежать отмены калибровки осциллографа. Неправильная калибровка может повредить осциллограф.Перед началом упражнения проверьте комплектность лабораторного набора. Для выполнения упражнения необходимо освоить следующие теоретические вопросы: • •

    работа генератора функций, работающего с мультиосциллографом

    • • • •

    среднее и действующее значение напряжения периодическое напряжение, в том числе: гармоники, треугольный и прямоугольный период, частота, пульсации напряжения и временные параметры формы пробег

    скважность

    3

    2.Функциональный генератор

    Функциональный генератор представляет собой устройство, которое создает сигналы напряжения различной формы, включая как минимум гармонические, треугольные и прямоугольные напряжения. Амплитуда и частота сигналов регулируются в широком диапазоне. Например, функциональный генератор DF1642B имеет следующие параметры: - диапазон регулировки частоты 6 Гц ÷ 6 МГц - диапазон регулировки напряжения 0 ÷ 20Vpp - выходное сопротивление около 6 кОм Расположение кнопок и ручек на передней панели этого генератора показано на рис. .1

    Рис. 1 1-я сеть 2,3. ступенчатое изменение частоты вверх и вниз 4. изменение формы сигнала 5. включение постоянной составляющей 6. регулировка постоянной составляющей в диапазоне -10В; + 10В 7. кнопка развертки частоты 8. ручка скорости развертки 9. ступенчатое изменение выходного напряжения 10. выход аналогового сигнала 11. выход цифрового сигнала 12. ручка плавной регулировки выходного напряжения 13,14. кнопка ввода и внешнего сигнала 15. регулировка диапазона развертки 16.контроль симметрии волны 17. индикация уровня напряжения 18. кнопка симметрии сигнала 19. индикация частоты Основным недостатком данного генератора является низкий выход по току и связанная с этим зависимость амплитуды генерируемого напряжения от внешней нагрузки.

    4

    3.

    Мультиосциллограф

    Используемый для измерений осциллограф HM 1508 может работать как в аналоговом, так и в цифровом режимах. В зависимости от выбранного режима работы параметры осциллографа изменяются довольно существенно.Осциллограф HM 1508 может отображать все сигналы, которые повторяются с основной частотой повторения не менее 150 МГц. Осциллограф имеет частотную характеристику от 0 до 150 МГц (-3 дБ). Вертикальные усилители не вызывают искажения сигнала в виде всплесков, провалов, колебаний и т.п., поэтому он достаточно хорошо защищен от спорадических искажений входного сигнала. Передняя панель осциллографа показана на рис. 2

    рис. 2 Полное описание всех функций и параметров можно найти в печатном руководстве на испытательном стенде.Расположение некоторых элементов управления показано на рисунке ниже.

    5

    1. POWER (кнопка) для включения и выключения питания 2. INTENS (ручка) для регулировки яркости 3. FOCUS, TRACE, MENU (кнопка) переводит ручку (2) регулировки яркости (INTENS) в положение экране и позволяет изменять различные настройки осциллографа. 4. REM (кнопка) выключает отображаемое меню, удаленный режим (загорается символ REM). 5. АНАЛОГОВЫЙ/ЦИФРОВОЙ (кнопка) переключение между аналоговым (зеленая подсветка) и цифровым (синяя подсветка) режимами.6. STOP / RUN (кнопка) RUN: включено STOP: сбор данных сигнала отключен. Отображается результат последнего сбора данных. 10. НАСТРОЙКИ (кнопка) открывает меню выбора языка и дополнительных функций, а в цифровом режиме еще и режим отображения сигнала. ВНИМАНИЕ: Активация данной функции может привести к неконтролируемому изменению параметров калибровки осциллографа! 12. ПОМОЩЬ (кнопка) включает и выключает тексты помощи в зависимости от текущих настроек элементов управления и активного меню.13. ПОЛОЖЕНИЕ 1 (ручка) регулирует движение сигнала или элемента, полученного с помощью активной в данный момент функции: Сигнал (текущий, опорный, полученный с помощью математических операций). Функции курсора и МАСШТАБИРОВАНИЯ (доступны только в цифровой работе). 14. ПОЛОЖЕНИЕ 2 (ручка) регулирует движение сигнала или элемента, полученного с помощью активной в данный момент функции: Сигнал (текущий, опорный, полученный с помощью математических операций). Функции курсора и МАСШТАБИРОВАНИЯ (доступны только в цифровой работе).15. Ch2/2-CURSOR-Ch4/Ch5-MA/REF-ZOOM (кнопка) вызывает меню и определяет текущие функции ручек POSITION 1 и POSITION 2. 16. VOLTS/DIV-SCALE-VAR (ручка) установите в канале 1 коэффициент развертки Y, переменную Y и значения масштабирования Y. 17. VOLTS / DIV-SCALE-VAR (ручка) устанавливает значения канала 2 для развертки Y, переменной Y и масштабирования Y. 18. AUTO / ИЗМЕРЕНИЕ С КУРСОРОМ (кнопка) вызывает меню и подменю для автоматического измерения и измерения с помощью курсора. 19. LEVEL A / B (ручка) регулирует уровень срабатывания для временных баз A и B.20. MODE (кнопка) вызывает различные (переключаемые) режимы триггера. 21. FILTER (кнопка) вызывает переключаемый фильтр триггера (сжатие) и меню выбора фронта триггера. 31. Ch2 / VAR (кнопка) вызывает меню канала 1 с выбором типа входного сигнала, отображаемой инверсии формы сигнала, затуханием пробника и регулировкой переменной Y (чувствительности). 32. VERT / XY (кнопка) вызывает меню для выбора вертикального режима (чувствительности), добавления (ADD), операции XY и ограничителя полосы. 33. Ch3/VAR (кнопка) вызывает меню Channel 2 с выбором типа входного сигнала, 34.Ch2 (гнездо BNC) вход сигнала канала 1 и вход горизонтального отклонения для операции XY. 35. Вход сигнала канала 2 Ch3 (гнездо BNC) Под экраном находится USB-разъем, позволяющий сохранять скриншоты в электронном виде. (Недостаток в том, что поддерживается флешка объемом менее 2 Гб)

    6

    4. Процесс измерения

    ВНИМАНИЕ: Соединение осциллографа и генератора следует производить при выключенных обоих приборах. Включить питание по явной команде преподавателя Включить питание осциллографа и генератора - в соответствии с рекомендациями инструкций по эксплуатации.На осциллографе нажмите красную (1) кнопку ПИТАНИЕ — отобразится несколько информационных экранов, и осциллограф примет настройки, которые вы выбрали до того, как он был выключен ранее. Включение генератора кнопкой (1) POWER - на цифровых индикаторах отобразятся ранее установленные параметры частоты и напряжения. а также). подключить выход одного функционального генератора к каналу Ch2 или Ch3 осциллографа и включить

    оба. Выберите синусоидальный сигнал от генератора. Измерьте период T и напряжение Vpp, рассчитайте Vmax, Vrms и частоту.Измените форму сигнала на треугольную и прямоугольную, повторите измерения и расчеты – занесите результаты в таблицу 1. Vpp [В]

    T [мкс]

    Vmax [В] Vrms [В]

    F [Гц]

    синус волна треугольник прямоугольник Таблица 1. Наблюдайте влияние рабочего цикла на форму сигнала с помощью соответствующих ручек управления функционального генератора. b) Подключите оба функциональных генератора к каналам Ch2 и Ch3 соответственно. Установите частоту обоих генераторов на 600 Гц и размах напряжения на 2 В.Варьируйте частоту сигнала второго генератора, находите биения. Измерьте их размах напряжения и период. Есть два удара, когда f1f2. Запишите результаты в табл.2. флешка для обоих. Примерный снимок экрана показан на рис. 3.

    7

    Рис. 3 в) Наблюдение кривых Лиссажу. Включите режим XY, отрегулировав выходное напряжение генераторов и установив соответствующую постоянную шкалы мультиосциллографа, чтобы видимый прямоугольник имел размеры 6 на 6 квадратов.Установите амплитуду первого генератора f1 = 600 Гц, измените частоту f2 второго генератора так, чтобы появились кривые Лиссажу, подобные показанным на рисунке ниже. Обратите внимание на значения частоты f2 для каждой фигуры. Сохраняйте скриншоты для всех случаев на флешке.

    d) Посмотрите кривые для сигналов треугольной и прямоугольной формы. Сохраняйте скриншоты для нескольких произвольно выбранных случаев на флешке. 5. Обработка результатов 1. Рассчитать размах напряжения и частоты биений теоретически, погрешности методом полной разности.Сравните теоретические результаты с экспериментальными. 2. Какова связь кривых Лиссажу между частотами f1 и f2. 3. Объясните, почему кривые Лиссажу были нестабильны в аналоговом режиме.

    Литература 8

    [1] С. Туманьски, Техника измерений, PWN, Варшава, 2000 [2] http://www.eti.pg.gda.pl/katedry/kose/dydaktyka/Metrologia/cw2.pdf [3] ] Руководство пользователя функционального генератора DF 1641 [4] Руководство пользователя мультиосциллографа HM 1508 [5] Введение в Лабораторию основ измерений

    9

    .

    Лаборатория физической химии II - Docsity

    Лаборатория физической химии II Задание № 4: Исследование диффузионного потенциала и определение чисел переноса. Упражнение 5: Мембранный потенциал. Упражнение 6: Адсорбция аниона фосфододеканомолибдена на графитовом электроде. 2 I. Диффузионный потенциал На границе раздела фаз двух растворов электролитов разного состава (т.е. разных электролитов и/или разной их концентрации) происходит процесс диффузии. Это самопроизвольный процесс, который происходит до тех пор, пока существуют градиенты концентрации.В результате диффузии ионов, то есть заряженных молекул, создается разность потенциалов между двумя растворами, которую называют диффузионным потенциалом. Диффузионный потенциал не соответствует равновесию системы, и поэтому, чтобы иметь возможность определять значения термодинамических функций, например реакций, основанных на измерениях электродвижущей силы гальванических элементов, необходимо исключить диффузионный потенциал присутствует в них. Как правило, механизм генерации диффузионного потенциала представлен в случае простых систем, содержащих один и тот же электролит 1:1 с разной концентрацией или электролиты 1:1 с одинаковыми концентрациями, но отличающийся типом одного из ионов.В случае электролитов, содержащих несколько электролитов, с различной концентрацией, анализ происходящего процесса достаточно сложен, но суть явления остается такой же, как и в случае простых систем. Рассмотрим границу раздела фаз: HClq с концентрацией c1 │ HClq с концентрацией c2 (I.1.1) Если c1 < c2, то диффузия в этой системе будет происходить справа налево от раствора. И катионы, и анионы будут диффундировать в одном направлении. В этом процессе ионы водорода будут опережать ионы хлора из-за их большей подвижности.В результате будет создаваться определенное расслоение электрических зарядов, при этом положительно заряженный слой будет появляться со стороны левого (более разбавленного) раствора. Возникающий градиент потенциала вызовет появление силы, которая тормозит более быстрые ионы (водород) и ускоряет более медленные ионы (хлорид). Скорости диффузии анионов и катионов будут одинаковыми, поэтому стационарное состояние (но не равновесие!) будет достигаться при определенном значении разности потенциалов между контактирующими растворами.Эта разность потенциалов и есть диффузионный потенциал. В этом случае диффузионный потенциал будет иметь отрицательный знак, поскольку, как и в случае расчета электродвижущей силы ячейки, мы вычитаем потенциал в левом слое раствора из потенциала пленки в правом растворе. Отметим, что в обсуждаемом примере, если бы подвижность обоих ионов была одинаковой, диффузионного потенциала не возникло бы. 5] [] [] [] [ln - + - + - • •• = AK KK ClH ClH ClH F RTtSEM (I.1.14), так как [H +] = [Cl-]] [] [ln2 AK HCl HCl F RTtSEM • = - (И.1.15) Электродвижущая сила ячейки также может быть представлена ​​выражением: SEM = EK - EA + Ed (I.1.16) в нашем случае:] [] [ln + + = - AK AK HHF RTEE (I.1.17) поэтому из уравнений (I.1.14), (I.1.16) и (I.1.17) и учитывая, что [H+] = [Cl-] = [HCl], получим выражение, связывающее диффузионный потенциал с переносом числа:] [] [ln) 12 (AK d HCl HCl F RTtE • - = - (I.1.18) и] [] [ln) (AK d HCl HCl F RTttE • - = + - (I.1.19) Шире соображения о диффузионном потенциале и формулах для расчета его значения в конкретных случаях, например.для связывания связей с переносом см. литературу, представленную в упражнении 4, а вопросы, связанные с номерами переноса, включены в главу II. 6 II. Определение передаточного числа II.1. Числа переноса При электролизе, проводимом при токе I, заряд Q, протекающий через раствор в момент времени t, равен сумме зарядов Qi, переносимых всеми ионами, присутствующими в растворе. Q = ΣQi = It (II.1.1) Заряд Qi, переносимый ионами i-го сорта между электродами с поверхностью A, пропорционален числу ионов в единице объема (концентрации ci, при условии полной диссоциации электролита ), заряду иона zi и подвижности ui, (т.е.скорость ионов в электрическом поле единичной напряженности) по соотношению: Qi = F ci ziui EA t (II.1.2) где E – напряженность электрического поля. Отношение электрического заряда, перенесенного ионом данного типа, к общему заряду, прошедшему через раствор, называется числом переноса иона, ti: ti = ∑ = i iii iiii uzc uzc QQ (II.1.3) Сумма числа переноса всех присутствующих в растворе ионов равны единице. Используя связь между подвижностью иона и его проводимостью (λi): iii uzF = λ (II.1.4) где F — постоянная Фарадея, выражение для числа переноса можно также выразить следующим образом: ti ∑ = i iii iii zc zc λ λ (II.1.5) Значения чисел переноса отдельных ионов равны функция подвижности ионов, которая зависит прежде всего от сольватации, концентрации, температуры и размера иона. Как правило, числа переноса слабо зависят от концентрации, если электролит полностью диссоциирован. Однако иногда наблюдается аномально сильная связь между числами переноса и концентрацией.В таких случаях обычно происходит образование комплексов катионов солей с анионами. При образовании, например, комплексов NiCl + в концентрированном растворе NiCl2 часть хлорид-анионов уходит вместе с катионами в катодное пространство, так что эффективное число хлор-ионов 7 снижается. Иногда наблюдается быстрое уменьшение числа переноса катиона по мере увеличения концентрации соли, а при достаточно высокой концентрации соли наблюдаются даже отрицательные значения числа переноса.В таком случае катион образует отрицательно заряженные комплексы с анионами, в виде которых движется к аноду. Такое явление наблюдается, например, при электролизе концентрированного раствора ZnCl2. Пример зависимости чисел переноса от температуры для катионов некоторых хлоридов в растворах с концентрацией 0,01 моль/дм3 представлен в таблице ниже. Таблица II.1.1. Влияние температуры на числа катионного переноса некоторых хлоридов. температура, oC HCl, c = 0,01 моль/дм3 NaCl, c = 0,01 моль/дм3 KCl, c = 0,01 моль/дм3 BaCl2, c = 0,005 моль/дм3 0 0,846 0,387 0,493 0,437 18 0,833 0,397 0,496 Как видно из В таблице выше числа переноса ионов хлорида калия не сильно меняются в результате изменения температуры, но для растворов хлорида натрия, и особенно для соляной кислоты, наблюдаются видимые изменения.Установлено, особенно для одновалентных электролитов, что если число переноса иона больше 0,5, как, например, для иона водорода, оно уменьшается с повышением температуры. Поэтому числа переноса, измеренные в высококонцентрированных растворах, приближаются к 0,5 при повышении температуры, т. е. при повышении температуры скорости ионов имеют тенденцию к выравниванию. Для определения переходящего числа используются различные методы, в том числе Метод Хитторфа и метод подвижного интерфейса.II.2. Метод Хитторфа. Этот метод основан на определении изменений концентрации электролита в приэлектродных пространствах, вызванных протеканием через электролизер определенного количества электрического заряда. Схема электролизера представлена ​​на рис. II.2.1. Таким образом, на катоде выделяется водород, на аноде выделяются кислород и ионы водорода. Анионы SO42- не участвуют в электродных реакциях. При этом для катодного пространства: Fz QK + + + = ∆ - Fz Q + Fz QK - - - - = ∆ (II.2.14) и для анодного пространства: Fz QA + + + - = ∆ + Fz Q + Fz QA - - - = ∆ (II.2.15) С другой стороны, соотношение (II.2.9), показывающее условие электронейтральности раствора, здесь выглядит следующим образом: ∆A + = 2 ∆A- ∆K + = 2 ∆K- (II.2.16) вода неподвижен во время электролиза. Однако ионы сольватируются в растворах и, следовательно, несут с собой молекулы воды, когда они проходят через раствор. Это явление изменяет концентрации и влияет на значение измеренных «кажущихся» значений переноса. Внося соответствующие поправки, можно получить так называемуюреальные переносные номера. II.3. Метод подвижной границы В этом методе наблюдается смещение контактной поверхности растворов, движущихся в электрическом поле (рис. II.3.1). Рис. II.3.1. Иллюстрация метода подвижного интерфейса. 11 Представим, что нам удалось (например, по разнице плотностей) создать границу контакта двух растворов А и В, и что в момент времени t = 0 эта граница находилась на высоте трубы h = 0. Пусть катионы электролита А и В общие, а анионы разные. После приложения постоянного напряжения к двум неполяризуемым и ненауглероживающим электродам начинается миграция ионов, катионы движутся к катоду, анионы - к аноду.Таким образом, граница контакта будет смещаться в сторону анода, и ее долговечность будет тем больше, чем сближаются скорости анионов X и Y. Если через время t граница контакта переместится на высоту h, то в объеме v , заключенный между этими двумя уровнями, электролит В заменится на А. Если концентрация электролита А равна с, то ток перенесет zc · v молей ионов X, т. е. z- · c · v · F молей заряда. Если бы сила тока была I, число переноса аниона X было бы равно: t- = tI ⋅ = v · F · c · z Q v · F · c · z - (II.3.1) 12 III. Мембранный потенциал III.1. Ионообменные мембраны Ионообменные мембраны обеспечивают селективный транспорт ионов одного характера. Их получают из таких полимеров, как: полистирол, поливинилхлорид, поликарбонаты, ацетат целлюлозы, нафион и др. В структуру этих полимеров вводят ионные группы. Катионообменные мембраны обычно содержат ионизированные отрицательно заряженные группы, например -SO3- или -COO-. Анионообменные мембраны чаще всего имеют четвертичные или третичные аминогруппы, например -NR4+.Полимеры с электронной проводимостью также обладают ионообменными свойствами. Например, окисленные формы полипиррола или полианилина проявляют анионообменные свойства благодаря наличию положительно заряженных носителей заряда и протонированных аминогрупп в случае полианилина. Рисунок III.1.1. показана формула нафиона - полимера, который часто используется в качестве материала для ионообменных мембран. Рис. III.1.1. Структура Нафиона. Ионоселективные мембраны используются в процессах очистки воды, выделения некоторых химических веществ из промышленных сточных вод или производства кислот и оснований из растворов солей.Наиболее известным процессом с использованием катионообменных и анионообменных мембран является опреснение морской воды электродиализом (см. рис. III.1.2). Движение ионов в этом процессе происходит за счет приложенного электрического поля. Разбавленный и концентрированный соляной раствор получается между чередующимися катионообменными и анионообменными мембранами. [(-CF2 -CF2) m- CF2 -CF2-] n (O CF2CF-) CF3 pOCF2CF2SO3 - 15 IV. Электрохимия гетерополианионов IV.1. Гетерополианионы Гетерополианионы (ГПА) (полиоксометаллаты) представляют собой системы с очень высокой стабильностью и четко определенной структурой, предложенные Кеггином и Доусоном.Примером соединений этого типа со структурой, показанной на рис. IV.1.1, является фосфодекамолибденовый анион PMo12O403-, который можно представить как продукт замещения атомов кислорода в тетраэдрическом анионе PO43- тримолибденовой кислотой Mo3O102- анионы. Атом молибдена сохраняет координационное число 6, а атом фосфора – координационное число 4. Центральный атом фосфора (гетероатом) электрохимически неактивен и оказывает стабилизирующее влияние на всю структуру. Рис. IV.1.1.Структура аниона PMo12O403-. Атом фосфора находится в центре. Анионы PMo12O403- неустойчивы в нейтральной или щелочной водной среде и подвержены процессам гидролиза. Стабилизация гетерополианиона может быть достигнута путем добавления к водному раствору относительно большого количества органического растворителя (например, 15% ацетона) и подкисления раствора. Обычно для подкисления используется h3SO4. Анион PMo12O403- можно восстановить электрохимически. Реакция протекает через три двухэлектронные стадии, окислительно-восстановительные потенциалы которых зависят от рН раствора: PMo12O403- + 2e ↔ PMo2 (V) Mo10 (VI) O405- (IV.1.1) PMo2 (V) Mo10 (VI) O405- + 2e ↔ PMo4 (V) Mo8 (VI) O407- (IV.1.2) PMo4 (V) Mo8 (VI) O407- + 2e ↔ PMo6 (V) Mo6 (VI) ) O409- (IV.1.3) Анионы фосфодекамолибденовой кислоты проявляют каталитические свойства в отношении восстановления ионов ClO3-, BrO3- и h3O2. 16 Каталитическое восстановление пероксида водорода протекает в несколько стадий, и суммарную реакцию можно записать в виде: PMo2 (V) Mo10 (VI) O405- + 2e ↔ PMo4 (V) Mo8 (VI) O407- PMo4 (V) Mo8 ( VI) O407 - + h3O2 + 2H + → PMo2 (V) Mo10 (VI) O405- + 2h3O (IV.1.4) а суммарная каталитическая реакция восстановления хлората, вероятно, идет по схеме [см. литературу для упражнений6, п. 2]: PMo2 (V) Mo10 (VI) O405- + 2e ↔ PMo4 (V) Mo8 (VI) O407- 3 [PMo4 (V) Mo8 (VI) O40] 7- + ClO3- + 6H + → Cl - +3 [PMo2(V)Mo10(VI)O40] 5- + 3h3O (IV.1.5) Гетерополианионы легко и необратимо адсорбируются на золоте и на поверхности углерода, сохраняя при этом свои электрохимические свойства. Другие методы модификации поверхности электродов гетерополианионами заключаются в электрохимическом осаждении или иммобилизации в проводящей полимерной матрице. IV.2. Определение поверхностной концентрации адсорбата методом циклической вольтамперометрии.Циклическая вольтамперометрия — электрохимический метод, широко применяемый для изучения процессов, происходящих на границе раздела электрод/раствор, как при транспорте электроактивного вещества к поверхности электрода из глубины раствора, так и при его адсорбции на электроде. Потенциал испытуемого электрода изменяется во времени линейно со скоростью υ (мВ/с), называемой скоростью развертки, по схеме, приведенной на рис. IV.2.1. Рисунок VI.2.1. Пилообразный ход изменения потенциала во времени в методе циклической хроновольтамперометрии.E [В] t [с] Цикл I Цикл III EI E t1 t2 17 Полярность начинается со значения EI, при котором электродная реакция не происходит, а измеряемый ток является только емкостным током, Ipoj. Затем потенциал изменяют до значений, при которых протекают процессы окисления или восстановления, и при выбранном потенциале Ек меняют направление поляризации на противоположное. Через время t2 потенциал возвращается к исходному значению EI. Ход зависимости тока, протекающего в электрической цепи, от потенциала поляризации зависит, в том числе, от скорости процесса переноса заряда и скорости диффузии электроактивного вещества к поверхности электрода.В случае обратимого процесса (по критериям электродной кинетики), т. е. такого, при котором скорость переноса заряда через межфазные границы намного превышает скорость диффузии, на вольтамперометрической кривой должны появиться пики окисления и восстановления, как показано на рис. IV.2.2. Величина тока в катодном или анодном пике зависит от концентрации электроактивного вещества в растворе, с (моль см-3), его коэффициента диффузии, D [см2 с-1], площади электрода А (см2), число перенесенных электронов, n, и скорость развертки, υ (В с-1), согласно уравнению Рэндлса-Севчика: CADni p 2/12/12/351069,2 ν⋅ = (IV.2.1) Рис. IV.2.2. Пример циклической хроновольтамперограммы для обратимого процесса. По разнице потенциалов анодного (Епа) и катодного (Епк) пиков и соотношению токов анодного и катодного пиков можно определить, является ли исследуемый процесс обратимым, квазиобратимым или необратимым. Для обратимых процессов: 1) ∆Ep = Epa - Epc = 2,22RT/нФ, т.е. 59 мВ/n при 298 K ∆Ep - разность потенциалов анодного и катодного пиков тока E [В] ipa ipc I [A] 20 n - число электронов, обмениваемых в электродном процессе F - постоянная Фарадея D - коэффициент диффузии электроактивного вещества (см2 с-1) A - поверхность электрода (см2) C - концентрация электроактивного вещества в глубине раствора (моль см- 3) t - длительность импульса потенциала (с) Зарядный ток, который можно наблюдать и после наложения импульса потенциала в отсутствие электроактивного вещества, очень быстро падает до нуля при заряде двойного слоя, и его изменения намного быстрее, чем у тока Коттрелла (рис.IV.3.1). Таким образом, общий заряд, протекающий через интерфейс в момент времени t, представляет собой сумму двух компонентов: +       = (IV.3.3). Как видно из уравнения (IV.2.3), график зависимости Q от t1/2 должен быть линейным, с наклоном, пропорциональным концентрации реагента в объеме, и от пересечения графика с осью ординат, грузоподъемность двойного слоя, Qpoj, можно прочитать. 21 Рис. IV.3.1. Потенциальный сигнал (А), токовый отклик (В) и изменение заряда (С) в зависимости от времени в растворе основного электролита (штриховая кривая) и в присутствии электроактивного вещества, вступающего в электродную реакцию при потенциале Е1 (сплошная кривая) При адсорбции на электроде адсорбат реагирует сразу же после подачи импульса потенциала, так как ему не приходится диффундировать к поверхности электрода из глубины раствора.Таким образом, адсорбция вызовет протекание дополнительного заряда, когда электрод поляризован до потенциала Е. После его реакции хронокулометрический отклик системы будет зависеть от диффузии электроактивного вещества из раствора. В этом случае общий заряд будет суммой: adsQ++       = емкость 1/2 Q π Dt2FnACQ (IV.3.4) и графика Q vs. t1 / 2 будет пересекать ординату в точке Qads выше Qpoj, как показано на рисунке IV.3.2. 0 Qpoj ipoj iC E i Q t A B C E1 22 Рис.IV.3.2. Хронокулометрическая зависимость в отсутствие адсорбции (кривая 1) и с адсорбцией (кривая 2) электроактивного вещества на электроде после поляризации электрода до потенциала Е1. вещества можно определить: Γ = Qads / nFA (IV.3.5) Инструкция: Рассмотреть, как следует проводить опыт по определению поверхностной концентрации адсорбата хроноамперометрическим методом в случае, когда адсорбат был предварительно адсорбирован на поверхности электрода, а затем электрод был перенесен в чистый исходный раствор электролита.Qa Qpo Q t1/2 2 1 25 K - электролитический ключ, заполнением которого при последующих измерениях являются водные растворы LiCl, а затем водные растворы KCl с различной концентрацией LO - LOW Level (-) HI - HIGH Level (высокий уровень) ) (+) И левый, и правый электроды этой ячейки представляют собой идентичные каломельные (или хлоридсеребряные) электроды, поэтому источником РЭМ этой ячейки (помимо эффекта асимметрии электродов) являются присутствующие здесь диффузионные потенциалы. Рис. 1. Измерительная система Представленная на рисунке измерительная система состоит из: • двух стеклянных цилиндров (стаканов), заполненных: левый 0,1 М HClaq, правый 0,1 М LiClaq.• стеклянный электролитический ключ, ножки которого закрыты ватными или стеклянными пробками из спеченного стекла • цифровой вольтметр с входным сопротивлением > 100 МОм. • два насыщенных каломельных или хлорсеребряных электрода раствором KClaq. (NEK-1 и NEK-2) LiClaq HClaq ВОЛЬТОМЕТР LO HI Электролитический ключ NEK 1 NEK 2 26 Проведение измерений Исходные замечания: Ватные пробки достаточно плотно прилегают, поэтому при подаче электролита на ключ (отсасывание шприцем) не не используйте слишком большое отрицательное давление, т.е.в этом случае не вытягивайте поршень слишком далеко. Слишком высокий вакуум вызывает появление пузырьков паров растворителя (при высоком вакууме растворитель кипит при температуре испытания!). Электродвижущая сила ячейки измеряется цифровым вольтметром постоянного тока с высоким входным сопротивлением, позволяющим напрямую измерять ЭДС тестируемой ячейки. Вольтметр должен быть подключен к сети примерно за 15 минут до начала измерений. В это время вход вольтметра должен быть закорочен (нажата кнопка «Нуль» или закорочено кабелем), иначе вольтметр будет заряжаться (несимметричный ток) и, после отключения его от измерительной системы, разрядится через тестируемой системы, которые будут мешать работе системы.1. Приготовьте растворы хлорида калия. 2. Соберите ячейку «V» (Примечание: последним шагом является вставка электролитического ключа!) Перед заполнением цилиндров ячейки промойте их дистиллированной водой, а затем раствором, которым должен быть заполнен цилиндр. Перед введением каломельного (хлорсеребряного) электрода в цилиндр испытуемой ячейки его конец (соприкасающийся с жидкостью) следует промыть дистиллированной водой и насухо промокнуть фильтровальной бумагой. То же самое касается электролитического ключа. При смене раствора в ключе не снимать каломельные электроды с цилиндров испытуемой ячейки.SEM считывается после получения достаточно стабильных показаний. Последним шагом при настройке ячейки является вставка электролитического ключа. При заполнении ключа новым раствором сначала промойте его. Перед тем, как вставить ключ в звено, оба его конца следует протереть папиросной бумагой, чтобы не изменить растворы звена. После последнего измерения ключ, наполненный раствором, помещают в емкость для хранения, наполненную дистиллированной водой (предотвращая высыхание кончиков ключей).Ключевая техника наполнения и дренирования: см. Приложение. 3. Измерьте ЭДС ячейки «V». SEM ячейки «V» измеряется путем изменения заполнения ключа в следующем порядке: 0,1 М LiCl → 0,1 М KCl → 1,0 М KCl → 3,0 М KCl → насыщенный KCl 27 Дополнение Заполнение электролитического ключа Ключ заполнен с помощью шприца отсасывают раствор из стеклянной трубки, изогнутой в форме плоской буквы U (U-образная трубка для наполнения), с расстоянием между плечами, равным расстоянию между ножками электролитического ключа. Заполнение ключа: • залить в указанный вышеПравильное решение U-образных трубок • выньте заглушку из гнезда, расположенного в верхней части ключа, и вставьте наконечник шприца • высосите старый раствор из шприцевого ключа (для этой операции поднимите обе ножки ключа вверх) • опорожнить шприц • поместить обе ножки ключа в U-образную трубку для наполнения • набрать с помощью шприца новый раствор в ключ в таком количестве, чтобы через каждую пробку вышел объем раствора, равный примерно удвоенному объему пробки пропускают, а затем отсасывают этот раствор в шприц; это промывка ключа раствором • опорожнить шприц • снова всосать раствор в ключ, полностью наполнив им ключ раствор ключа не должен содержать пузырьков газа.Если же они появляются, то их необходимо удалить встряхиванием ключа, а если это не сработает, то заполнение необходимо повторить. Диффузионные потенциалы, возникающие на границах раздела жидкостей, рассчитываются по формуле Хендерсона. В расчетах: * используйте условное обозначение, согласно которому правый электрод на диаграмме записи ячейки — это электрод с более высоким потенциалом («положительный» электрод). ∗ в уравнении Хендерсона аппроксимируйте активности ионов концентрациями. Измеренное значение диффузионного потенциала сегмента: 0,1 М HClq K 0,1 М LiClaq получают вычитанием из скорректированной СЭМ ячейки «V», рассчитанной по формуле Гендерсона, диффузионных потенциалов границ фаз: НЭК (1 ) 0,1 М HClaq и 0,1 М LiClaq NEK (2).● На основании полученных значений диффузионного потенциала сегмента: 0,1 М HClq K 0,1 М LiClaq и уравнений Хендерсона сформулируем требования к раствору электролитического ключа при его использовании для практически устранения диффузионного потенциала. ● В исследование, пожалуйста, включите расчеты соответствующих диффузионных потенциалов и использованные литературные данные (со ссылками!). Часть II 1. Рассчитайте заряд, прошедший через раствор. Если величина тока не изменилась в процессе электролиза, то заряд, протекший через раствор: Q = I · t 2 .Определить изменение концентрации электролита в прианодно-катодном пространстве, считая, что концентрация h3SO4 в центральной области не изменилась. 3. Рассчитать изменение числа катионов в анодном и катодном пространствах по результатам титрования. 4. Найдите t+ и t- независимо друг от друга. 5. Проверить, выполняется ли равенство t + + t- = 1. 6. Сравнить полученные результаты с литературными данными (указать источник). 7. Оценить погрешность полученных результатов. 31 Упражнение №5 Мембранный потенциал. Разговорные требования Понятие о подвижности ионов, связь между подвижностью и структурой ионов.Определение терминов: числа переноса, молярная ионная проводимость, диализ и осмос. Уравнение Нернста. Типовые электроды сравнения с уравнениями электродных реакций. Стеклянный электрод и другие ионообменные электроды - структура и типичные области применения. Химический потенциал, электрохимический потенциал, мембранный потенциал Доннана, электроды сравнения. Полимерные ионообменные мембраны - свойства и применение. Инструкции по выполнению упражнения Упражнение состоит в измерении мембранного потенциала мембраны Нафион при нескольких выбранных концентрациях KCl и HCl и измерении сопротивления мембраны.Затем измерения повторяют для неселективной мембраны. На рис. 1 показана измерительная система. Потенциал измеряют с помощью двух хлорсеребряных электродов, расположенных на противоположных сторонах диафрагмы, и вольтметра или мультиметра. Рис. 1. Измерительная система. 32 1. Поместите 0,1 М KCl в сосуд с левой стороны мембраны – оставьте этот раствор в сосуде на протяжении всего упражнения. Правая сторона сосуда должна быть последовательно заполнена растворами KCl различной концентрации (выберите 8 концентраций в диапазоне от 0,01 до 1 М, например: 0,01, 0,03, 0,06, 0,1, 0,3, 0,6, 0,8, 1). Потенциал должен установиться в течение 1-2 минут. Для концентрации 0,1 М (то есть когда у нас один и тот же раствор по обе стороны мембраны) измеряют величину потенциала и сопротивления. 2. Повторите первый пункт, заменив растворы KCl на растворы HCl нескольких выбранных концентраций. 3. Замените мембрану Nafion на полиэфирную мембрану (пористая мембрана 0,1 мкм) и повторите серию измерений. 4. Снимите диафрагму. Заполните обе части сосуда 0,1 М раствором KCl.Поместите хлорсеребряные электроды в сосуд, как и в предыдущих шагах. Измерьте потенциал и сопротивление между электродами. Литература 1. Ю. Корита, Ю. Дворжак, В. Бохакова, Электрохимия, ПНН Варшава 1980 2. Физическая химия, Коллективная работа, ПНН Варшава 1980. 3. Физическая химия, П. В. Аткинс, ПВН Варшава 2001 Указания по описанию 1. Сюжет зависимость измеренного потенциала (Mϕ∆) от ln (c2/c1) (учитывая, что c1 равно 0,1М) для растворов KCl и HCl последовательно. Рассчитайте числа переходов через мембрану (t+) и (t-), используя наклон графика и соотношение t+ + t- = 1 - для пар K+ и Cl-, а также H+ и Cl- .Что можно сказать об ионоселективных свойствах исследуемой мембраны? Сравните значения передаточных чисел, полученные при измерениях в растворах KCl и HCl. Прокомментируйте любые различия. 2. Рассчитать активности ионов в растворах на основе предельного уравнения Дебая - Хюккеля. Постройте зависимость Mϕ∆ от ln (a2/a1). Пересчитайте значения чисел переноса мембраны. Влияет ли включение коэффициентов активности на определяемые значения чисел мембранного переноса? 35 Поскольку в этом же растворе мы будем изучать каталитические свойства адсорбата по отношению к реакции восстановления h3O2 и строить зависимость интенсивности протекающего тока от концентрации добавляемой перекиси водорода, необходимо точно измерить объем кислоты, которая заполнит электролитическую ячейку.На основании информации, содержащейся в теоретической части инструкции, предложите пошагово, как проводить опыты, чтобы по полученным результатам можно было определить: 1. Емкость двойного слоя, образующегося на графитовом электроде в сернокислой среде. решение. 2. Число электронов, участвующих в восстановлении аниона PMo12O403-3 3. Поверхностная концентрация адсорбата и площадь поверхности, занимаемая одной его молекулой, в предположении, что поверхность рабочего электрода покрыта монослоем.Во второй части упражнения проверим каталитические свойства адсорбированного аниона фосфодекамолибдена в отношении восстановления перекисью водорода. Для этого к раствору кислоты, в котором проверялся окислительно-восстановительный процесс аниона PMo12O403, добавляют 200, 300, 400 и 500 мкл 30%-ного раствора h3O2. После добавления каждой порции и перемешивания раствора записывают циклические вольтамперограммы (2 последовательных цикла) в диапазоне потенциалов от 0,5 В до –0,2 В при скорости развертки 40 мВ/с. Наконец, для сравнения полученных осциллограмм с кривыми, полученными в растворе h3O2 на немодифицированном анионами фосфоромолибдена электроде, графитовый электрод тщательно зачистите на наждачной бумаге, а затем запишите циклическую вольтамперограмму со скоростью 40 мВ/с в последней из проверенные решения.Ссылки 1. Sadakane and Steckhan, Chem. Review 98 (1998) 224. 2. М.-К. Фам, С. Буаллала, Л.А. Ле, В.М. Данг, П.-К. Лаказ, Электрохим. Acta 42 (1996) 439. 3. M.A.Barteau, I.K.Song, M.S.Kaba, J.Phys.Chem., 100 (1996) 19577. 4.D.Martel, N.Sojic, A.Kuhn, J.Chem. Эд. 79 (2002) 349. 5. З. Галус, Теоретические основы химического электроанализа, PWN, Варшава, 1977. 6. А. Киша, Электрохимия II. Электродыка, Научно-техническое издательство, Варшава, 2001. 36 Инструкция по составлению описания 1.Постройте зависимость емкостного тока от скорости развертки для случая электрода, не покрытого адсорбатом, и определите емкость двойного слоя, образующегося на границе электрод/раствор 2. На этом же графике сравните ход циклического вольтамперограмма электрода до и после адсорбции PMo12O4O3- для выбранной скорости развертки. 3. На основании вольтамперометрических зависимостей, полученных после адсорбции аниона фосфодекамолибдена при различных скоростях поляризации, для выбранного окислительно-восстановительного пика построить зависимость силы тока катодного и анодного пиков от скорости развертки.Какие выводы можно сделать из полученного пробега? 4. Определить количество электронов, участвующих в каждой стадии окислительно-восстановительного процесса. 5. Определить площадь поверхности, занимаемой одной молекулой адсорбата, по результатам опытов, проведенных вольтамперометрическим и хроноамперометрическим методами. Сравните полученное значение с теоретическим, приняв, что молекула аниона фосфододекамолибдена в поперечном сечении представляет собой квадрат со стороной 10,8 Å [см. Список литературы, п. 3].6. Сравните вольтамперометрические зависимости, полученные для электрода, модифицированного анионом PMo12O4O3-, в 0,5 М растворе h3SO4 в присутствии последовательных концентраций h3O2. 7. Для выбранного потенциала построить зависимость силы катодного тока от концентрации h3O2. Обоснуйте выбор потенциала.

    .

    NA01

    Анализатор Кажется, то, что я сделал до сих пор, работает именно так, как вы предлагаете, т.е. набор команд через разъем RS (например, установка генератора, количество измерений и т. д.) отделен неким буфером от прямого управления AD системы, которую я смогу проверить в ближайшее время, добавив больше частей в программу, поддерживающую дисплей, где я собираюсь использовать эти функции. Я программирую на Bascom, который может и не дает оптимального кода, но он позволяет сосредоточиться на алгоритме и является в некотором смысле дополнительным слоем между логическим уровнем задачи и физическим слоем, выполняющим эту задачу.
    Кстати, оказалось, что у AD9835 и AD9834 совершенно разные методы управления :-(. Для меня это было большой неожиданностью, хотя, к счастью, на физическом уровне различий почти нет и нужны более-менее одинаковые управляющие сигналы. имеют одинаковый алгоритм расчета рабочей частоты, хотя и различаются по точности (количеству разрядов в контрольном слове).
    У меня также есть подтверждение от Waldek (3z6azf) относительно моего предположения, что зеркала, видимые на графике ниже рабочей частоты, почти наверняка являются результатом перегрузки выходного усилителя и наличия в сигнале высших гармоник.Некоторое уменьшение усиления на несколько дБ значительно улучшит эту ситуацию.
    Л.Дж.
    Я немного продвинулся в разработке устройства.

    В первую очередь я заключил все в прочный корпус и хотя он еще не покрашен и макета у меня пока нет (неизвестно будет ли он создан), его можно показать. Я также легко могу заняться программированием, не беспокоясь о коротком замыкании в системе или перегреве стабилизатора, питающего подсветку дисплея.

    В настроенный генератор, работающий на AD9834 и управляемый ATMega8, я добавил дисплейный модуль 128/64, управляемый контроллером ATMega32. Клавиатура, изначально трехкнопочная, а теперь пятикнопочная, рассчитана на управление всем набором, а корпус выполнен из алюминиевого швеллера сечением 105/38/2мм длиной 125мм - в качестве основы и ламината.

    Клавиши расположены с импульсом по прямой линии, но их функции лучше всего отразить на поперечном плане с двумя для вертикальных перемещений, двумя для горизонтальных перемещений и одной функцией (ввод, выход).В данной конструкции, правда, уже нельзя, может в следующей версии реализую эту идею. Оба устройства обмениваются данными друг с другом по каналу RS232. После вертикального перемещения в главном меню используйте 2 кнопки с левой стороны, измените значение в выделенном пункте с помощью двух кнопок справа. Средняя клавиша — это функциональная клавиша (enter, esc). На основном уровне задаются параметры измерения (запуск и остановка частоты, количество измерений, задержка измерения, тип настройки и частота управляющих часов AD9835, а также скорость соединения RS232 (опция видна после перехода ниже)).Первый пункт меню ведет к измерению с выбранными параметрами.
    Л.Дж.


    Я проверил диапазон детектора AD8307. Для характеристик детектора я ввел значения напряжения, которые получаю на его выходе (или в основном на входе аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера). Прямая динамика около 71дБ в лучшем месте, но во всем рабочем диапазоне не хуже 60дБ (падает на несколько дБ выше 25МГц)

    Как видно из характеристик, измерительная система по-прежнему имеет потенциал как для малых, так и для больших сигналов.Я думаю, что, используя миниатюрный AD-чип и применяя более качественный дизайн печати, обеспечивающий надлежащее экранирование, вы могли бы получить несколько дополнительных дБ, хотя система все еще работает в конце линейного рабочего диапазона. В настоящее время детекторная система практически никак не экранирована! В диапазоне более высоких входных напряжений запас составляет около 10 дБ. На данный момент есть возможность выводить на дисплей данные со значением примерно +7дБ по отношению к эталонному (калибровочному) уровню, что дает общую динамику отображения результата в диапазоне до 80дБ.

    Программное обеспечение, обрабатывающее результаты измерений, еще находится в стадии разработки, но оно уже настолько продвинуто, что можно показать, как выглядят первые тесты измерений.

    Показанный полосовой фильтр состоит из двух цепей 7x7, емкости 2x68 пф и переходника 10 пф. Я представил систему перпендикулярных линий на графике, которые я могу перемещать с помощью клавиш направления. Вертикальная линия связана с частотой, а горизонтальная линия с затуханием. Значения частоты и затухания отображаются внизу дисплея.

    Т.к. я подбирал усиление на выходе генератора, то сначала испугался, что несмотря на это, у меня зеркала из-за искажения сигнала, но теперь, имея возможность чётко определить точную частоту на графике, я мог её исключить, потому что как вы можно увидеть, что более высокий из пиков соответствует частоте 2,65 МГц, а нижний — 2,1 МГц. Таким образом, это не может быть связано с гармониками (центральная частота основной характеристики составляет 6,43 МГц), а просто является особенностью этой системы, и видимые резонансы, вероятно, возникают из-за емкости измерительного кабеля (с обеих сторон, прибл.80 см).

    Последний из представленных тестов касается кварцевого фильтра, состоящего из 5 резонаторов 8,8867 МГц и 4 конденсаторов 180 пФ, включенных между резонаторами. Шкала частот здесь составляет 10 кГц (8,86-8,87 МГц), а динамика измерения превышает 60 дБ.

    Вот приблизительное значение этой характеристики при полосе настройки 3 кГц (8,863–8,866 МГц). Здесь эталонная линия затухания была снижена до уровня -20 дБ. Характеристики фильтра конечно случайные ;-)
    л.Дж.

    .

    Смотрите также