Датчик механических сигналов Советский патент 1983 года по МПК H01G9/22 

Изобретение относится к измери-. тельной технике, а частности к устройствам, для преобразования механических сигналов различного характера (акустических, вибрационных,. сейсмических и др.)в электрический, принцип действия которых основан на использовании окислительно-восстановительной реакции.

Известен диффузионный преобразователь, содержащий корпус из инертно го материала, полость которого заполнена электролитом и разделена на две камеры, соединенные каналом, в котором расположены электроды 13 .

Данный преобразователь имеет невысокую чувствительность, характери. зуемую конвективным подводом электроактивного компонента к электродам.

Известен диффузионный преобразователь, на который дополнительно возде ствует электроосмотический преобразователь, что позволяет повысить чувствительное тьС23.

Однако указанная конструкция сложна из-за взаимодействия двух различных электрохимических систем.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения динамических переметеНИИ, содержащее двухмембранный элект рохимический преобразователь давления, снабженный дополнительными герметичными камерами, соединенными капиллярными отверстиями. Одна из камер, у которой стенка выполнена в виде жесткой мембраны, механически связана со штоком перемещаемого объекта и заполнена жидкостью. Диффузионный электромеханический преобразователь представляет собой запол,нен ный электролитом корпус, разделенный на два отсека преобразующим элементом с электродами считыванияСЗ.

Недортаток известного устройства заключается в невысокой чувствительности из-за жесткости стенки одной из камер.

Цель изобретения - повышение чув-. ствительности датчика.

Указанная цель достигается тем, что в датчике механических сигналов, содержащем заполненный электролитом корпус, разделенный перегородкой на два отсека, ограниченных с торцовых сторон мембранами и сообщающихся выполненным в перегородке каналом с размещенными в нем электродами считывания, и аноды, установленные в отсеках, при этом каждый отсек снабжен дополнительной камерой, каждая из дополнительных камер заполнена электролитом, снабжена электродами и соединена с соответствующим . отсеком каналом, при этом электроды, установленные на входе каждого из каналов, соединены с электродами,установленными на выходе другого канала, и подключены к электродам считывания.

Введение указанных отличительных признаков позволяет при воздействии внешнего возмущения создать дополнительный переток электроактивных ионов из соответствующих камер в отсеки и из отсеков в камеры (в зависимости от направления возмущения), что приводит к приращению ВЕЛХОДНОго сигнала на электродах считывания, а- это, в свою очередь,. позволяет повысить чувствительность датчика.

На фиг.1 и 2 представлены варианты конструкции предлагаемого датчика.

Датчик .содержит корпус 1, разделенный на два- отсека 2 и 3, сообщающихся каналом 4. В канале установлены электроды 5 считывания, служащие катодами, а в каждом отсеке - электроды б, служащие анодами. Корпус ограничен с двух сторон мембранами 7 и заполнен электролитом 8. Датчик содержит также дополнительные камеры 9 и 10, сообщающиеся с соответствующими отсеками 2 и 3 каналами 11 и 12, на входе и выходе каждого из которых установлены дополнительные электроды 13-16. Камеры заполнены тем же электролитом, что и Отсеки 2 и 3 корпуса 1. Дополнительные электроды перекрестно соединены между собой (13 с 16, а 14 с 15) и подключены к электродам 5 схемы 17 считывания через усилитель 18. Электроды 5 и 6 подключены к источнику 19.

Датчик работает следующим образсм.

При воздействии внешнего механического возмущения на мембраны 7 создается поток электролита через измерительный канал 4, обеспечивающий подвод к электродам 5 считывания дополнительных электроактивных ионов электролита. На электродах 5 появляется элек±рический сигнал,, пропорциональный входному воздействию и фиксируемый с помощью схемьа 17 считывания. Этот же электрический сигнал через усилитель 18 подается на дополнительные электроды 13-16. При этом, если внолнее воздействие образует переток- электролита из отсека 3 в отсек 4, электроды 13 и 16работают ка аноды, а электроды 14 и 15 - как катоды. Таким образом осуй1ествляется дополнительный подвод электроактивных ионов из камеры 9 в отсек 3 и из отсека 2 в камеру 10, что дает дополнительное приращение выходного сигнала, приводящее к увеличению чувствительности датчика.

Приращение выходного сигнала в этом случае Определяется увеличе 1027785

нием исходной концентрации и ее ляется с помощью усилителя 18 с уменьшением на ту же величину в дру- обратной связью, соеданякицего считыгом отсеке. Такое управление осувдаств- вающие и дополнительные электроды.

ДАТЧИК МЕХАНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий заполненный электролите корпус, разделенный перегррод- л кой на два отсека, ограниченных с торцовых сторон мегхйЗранами и сооб14аю1цихся выполненньм в перегородке каналом с размешенными в нем элект-ч родами считывания, и , установленные в отсеках, при этом каждый отсек снабжен дополнительной камерой отличающийся тем, что, с целью йсвышения чувствительности каждая из дополнительных камер заполнена электролито, снабжена электродами и соединена с соответствукшщм отсеком каналом, при этом электроа|ы, установленные на входе каждого из каналов, соединены с электродами, установленными на выходе другого канала, и подключены к электродам считывания.