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电磁水表电极的极化现象

时间:2021-08-03
  电磁水表是新型全电子智能水表之一,具备高性能、低压损坏、长寿命等特性,是物联网技术在给水系统中应用的关键终端,其核心是应用电磁感应的流量传感器。电极作为传感器中拾取信号的重要部件,与被测介质直接接触。流体介质的压力、温度、腐蚀性等对金属电极有一定的影响。
 
  关于电极的技术和维护,虽然是业界受欢迎的话题,但是没有深入阐述其原理的文献报道。研究金属电极的极化干扰原理,有针对性地提出改进工艺,提高传感器的信噪比,特别是对微电流励磁的电磁水表的测量扩展范围,具有重要的指导意义。
 
  不同的金属导体接触或连接,会产生不同的电势,称为接触电势。根据固体能源带理论的观点,由于两金属的费米能源水平(导向带中电子*高占有能源水平,即占有电子和不占有电子区域的界面的集合。
 
  代表电子化学势)不同,两金属接触时可更换电子,从化学势高到化学势低发生电子流动,产生接触电势。这种化学能转化为电能的典型应用之一是金属原电池效应,其逆流程为电解池。这两个过程均与金属电极在水中的行为相关。
 
  原电池包括两个半电池反应,即阳极反应和阴极反应。其中阳极(负极)失去电子发生氧化反应导致电势升高,阴极(正极)得到电子发生还原反应,其电势降低。电解池则相反,是将电能转化为化学能,通常两电极为同材质的金属,即费米能级近乎相同,若无外接电源不会发生电子转移。

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