Pasywne ogniwa elektrochemiczne
W elektrochemii ogniwa pasywne są najbardziej typowe i powszechne . Potencjał lub prąd elektrody pracującej jest kontrolowany w celu generowania i kontrolowania procesu elektrochemicznego. W przypadku ogniw pasywnych ogniwo elektrochemiczne „zużywa” moc elektryczną dostarczaną przez PGSTAT i ta moc jest faktycznie przekształcana w energię, która napędza reakcje elektrochemiczne w układzie. Dlatego w tym przypadku moc dostarczana przez PGSTAT jest dodatnia, co oznacza, że zarówno prąd, jak i potencjał w układzie ma ten sam znak, jak pokazano na wykresie mocy. Całkowita moc dostarczana przez wzmacniacz PGSTAT zależy od całkowitego napięcia ogniwa (przyłożonym lub zmierzonym), a zmierzonym/przykładanym prądem.
Jak pokazuje wykres mocy, VIONIC ma rozłożoną moc między wysokim napięciem (compliance voltage), a wysokim prądem. Dzięki temu VIONIC może być używany w szerokim zakresie aplikacji o różnych wymaganiach dotyczących mocy.
High Compliance mode - VIONIC można ustawić w tryb High Compliance , gdy w eksperymentach stosowane są nieprzewodzące (lub o wysokiej rezystancji) elektrolity i ogniwa elektrochemiczne, a proces elektrochemiczny ma stosunkowo niską rezystancję przenoszenia ładunku. W tym przypadku maksymalna dostarczana moc to 150W.
Kilka typowych przykładów takich eksperymentów, kiedy VIONIC powinien być używany w trybie High Compliance to: elektrochemia w elektrolitach organicznych, korozja w olejach i betonie, elektroliza itp. W tym przypadku wykorzystujemy zakresy pomiarowe:
Zakres napięcia compliance: ±50V
Maksymalny stosowany i mierzony zakres prądu: ±3A
Maksymalny zakres przyłożonego i zmierzonego potencjału: ±10V
High accuracy mode - VIONIC można ustawić w trybie wysokiej dokładności ilekroć w doświadczeniach stosuje się przewodzące (lub o niskiej rezystancji) elektrolity i ogniwa elektrochemiczne i/lub badany proces elektrochemiczny ma stosunkowo wysoką rezystancję przenoszenia ładunku. Typowymi przykładami takich eksperymentów, w których VIONIC powinien być używany w trybie wysokiej dokładności są: elektrochemia w wodnych elektrolitach kwaśnych lub zasadowych, korozja w wodzie morskiej, badania magazynowania i wytwarzania energii itp. W tym przypadku wykorzystujemy zakresy pomiarowe:
– Zakres napięcia zgodności: ±10V
– Maksymalny stosowany i mierzony zakres prądu: ±6A
– Maksymalny przyłożony i zmierzony zakres potencjału: ±10V
Aktywne ogniwa elektrochemiczne
W przypadku ogniw aktywnych proces elektrochemiczny w ogniwie jest spontaniczny i ogniwo dostarcza moc, którą PGSTAT musi rozproszyć. W tym przypadku moc rozpraszana przez PGSTAT jest ujemna, co oznacza, że zarówno prąd, jak i potencjał w komórce mają przeciwne znaki, jak pokazano na rysunku przedstawiającym wykres mocy VIONIC. Całkowita moc, która musi być rozproszona przez wzmacniacz mocy PGSTAT jest określona przez produkt pomiędzy całkowitym napięciem ogniwa a zmierzonym (dostarczonym) prądem i jest ograniczona przez konstrukcję elektroniki PGSTAT i radiatora elektroniki.
Typowymi przykładami aktywnych ogniw, które mogą dostarczać znaczną ilość energii, są urządzenia magazynujące energię, pomiary na ogniwach paliwowych podczas pracy lub inne urządzenia generujące energię.
Jak pokazano na wykresie mocy VIONIC, dla ogniw aktywnych, VIONIC może rozpraszać do 50 W (przy 25 ºC).
Ogniwa aktywne wykazujące napięcie bezwzględne |VCell| mniejsze niż 8 V między elektrodą pracującą (WE), a przeciwelektrodą (CE) są iskrobezpieczne. Mogą doprowadzić VIONIC do limitu prądu, ale nie przeciążą wzmacniacza mocy.
Ogniwa aktywne, które mają napięcie bezwzględne wyższe niż 8,3 V między elektrodą pracującą (WE), a przeciwelektrodą (CE) mogą dostarczać tylko prąd maksymalny iMAX podany przez:
Przeciążenie temperaturowe
Po osiągnięciu maksymalnego limitu rozproszonej mocy elektronika VIONIC może się przegrzać. W takim przypadku obwód zabezpieczający przed przeciążeniem temperaturowym zostanie aktywowany w celu ochrony elektroniki przyrządu.
Podczas przeciążenia temperaturowego na interfejsie dynamicznym przyrządu zaświeci się czerwony wskaźnik TOVL, a cela elektrochemiczna zostanie automatycznie odizolowana (tj. automatycznie odłączona) od urządzenia VIONIC, ze względów bezpieczeństwa. Zatrzymana zostanie również procedura pomiarowa. Jeśli wystąpi przeciążenie temperaturowe (TOVL), VIONIC znów będzie pracował dopiero po całkowitym ponownym uruchomieniu urządzenia.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz