Преобразователи на ДЭС

Регистрацию и исследование торсионного излучения, торсионных полей (ТП) и ВНКИЧ осуществляют преобразователями на двойных электрических слоях (ДЭС), преобразователями на полупроводниковых интегральных микросхемах (ИМС), а также с применением биодатчиков: живых организмов — растений, микроорганизмов (например, дрожжей) и т. д.

Двойной электрический слой, возникающий на поверхности раздела двух фаз, обладает уникальными сенсорными свойствами. Чувствительность ДЭС к воздействию физических факторов — переменным магнитным полям (ПЕМП), акустическому (звук, ультразвук) и электромагнитному излучению (ЭМИ), равна или превышает чувствительность всех известных естественных (в том числе биологических) объектов. Воздействие ЭМИ на частоте 550 кГц и ПЕМП регистрировались при плотности потока мощности 10^-12 Вт/м² [1−5]. Реакция на воздействие звука возникала при интенсивности 10^-13 Вт/м² или ниже [6]. электрический полупроводниковый детектор ДЭС отвечают реакцией на воздействие ВНКИЧ [7], воздействие торсионного генератора Акимова [8] и на обнаруженный в 1997 г. неэлектромагнитный компонент излучения квантовых генераторов [9]. Реакция ДЭС проявляется в виде изменения величины электрического потенциала (рис. 1.1) и объясняется изменением величины диэлектрической проницаемости в слое Гуи и его эффективной толщины. Описанные свойства позволили создать преобразователи («датчики») для регистрации перечисленных факторов.

Потенциал двойного электрического слоя определяется из выражения:

(1.1).

где — толщина слоя Гельмгольца,.

— граничный потенциал между слоями Гельмгольца и Гуи,.

— толщина слоя Гуи, х — текущая координата с началом отсчета от поверхности элект-рода.

• 1 — адсорбционный слой (слой Гельмгольца),
• 2 — диффузный слой (слой Гуи), 3 — жидкая фаза

К электродным асимметричным системам (ЭАС) — преобразователям (датчикам) на двойных электрических слоях (ДЭС), предназначенным для регистрации слабых физических излучений, предъявляется ряд требований, из которых наиболее важными являются: высокая чувствительность к воздействующему фактору, высокое значение отношения сигнал/шум, стабильность во времени, быстродействие, защищенность от вредного воздействия посторонних физических факторов внешней среды естественного, техногенного и антропогенного характера [1]. Главным условием эффективной работы таких преобразователей является неравенство параметров приэлектродных ДЭС — их асимметрия.

Степень асимметрии определяет, прежде всего, чувствительность ЭАС. Другие ее характеристики в большой степени зависят от типа ЭАС — ее конструкции, материала электродов, состава жидкой фазы и т. д.

Условие неравенства параметров приэлектродных ДЭС определяется следующим. В электродной системе на поверхности раздела жидкой и твердой фазы — на поверхности электродов — возникают ДЭС с потенциалами ₁ и ₂ относительно объема жидкой фазы, удаленного от электродов. В результате, между электродами устанавливается разность потенциалов:

U=₂-₁. (1.2).

Воздействие фактора внешней среды изменяет потенциалы ₁ и ₂ на величины ₁ и ₂ соответственно, что приводит к изменению разности потенциалов электродной системы U на величину U:

(₂+₂) — (₁+₁) = (₂ — ₁) + (₂— ₁) = U + U, (1.3).

где U и есть реакция ЭАС на воздействие внешнего фактора.

Как следует из выражения (1.3), необходимым условием для регистрации этой реакции является асимметрия ЭАС ₁₂, обеспечивающая неравенство нулю величины U.

В ЭАС, имеющей конечные размеры, внешний фактор воздействует одинаково на оба электрода. Поэтому условие (1.3) может быть выполнено только при несовпадении одного или нескольких параметров приэлектродных ДЭС.