Рабочая жидкость электрокинетического преобразователя механических величин Советский патент 1983 года по МПК H01G9/22 

Изобретение относится -к измерителной технике и автоматике, а именно к малекулярно-электронным элект-рокинетическим преобразователям информации. .

Известны электрбкинетические преобразователи, содержащие корпус, пористую преобразующую мембрану, .упругие элементы, рабочую жидкость. Извес.тны различные типы рабочих жидкостей, используемых в электрокйнетических преобразователях. К таким жидкостям относятся тщательно очищенная вода, спирты (метиловый, этиловый, изопропиловый ), нитробензол. ацетонитрил, диметилформамид, пропио нитрил, бензин с примесью нефтяного битума l . СЗднокомпонентные органические полярные жидкости: спирты, нитробензол ацетонитрил, пропионитрил, ацетон, диметилформамид дают, относительней низкую чувствительность электрокинетического преобразователя {коэффициент преобразования. перепада давления на преобразующей мембране в электри ческое напряжение ). Цель изобретения - повышение чувствительновти- электрокинетического преобразователя. Указанная цель достигается тем, что рабочая жидкость элёктрокинетического преобразователягмеханических величин, содержащая ди мет ил формами д , дополнительно содержит толуол при следующем соотношении компонентов, о.б.%: Диметилформамид 3-20 Толуол- 80-97 На чертеже показана зависимость коэффициента преобразования перепада давления на преобразующей мембра не в электрическое напряжение 4 Of, (чувствительности преобразователя J от объемной концентрации толуола (с) в -рабочей жидкости, представляющей собой бинарный раствор диметилфррмамида и толуола. Зависимость, изображенная на чертеже, .получена экспериментально, преобразующая мембрана представляет собой широкоI используемую в электрокинетических преобразователях стек пянную пористую пластину с открытыми порами.; Коэффициент преобразования аОр (чувствительность преобразовани растет с ростомконцентрации толуола в растворе. Это связано со следующим основными факторами: первый - добавление толуола в диметилформамид увеличивает удельное сопротивление раст вора, второй - при соприкосновении бинарного раствора,с поверхностью диэлектрического материала, из которого изготавливается пористая мембра .на, происходит преимущественная ай сорбция полярного диметилформамида

по сравнению с неполярным толуолом; Первый из этих факторов приводит к I , тому, что уменьшаются обратные электрические токи утечки через преобразующую мембрану, второй - препятствует значительному уменьшению активности электрокинетической системы жидкость - твердое тело. В результате даже небольшая добавка толуола к диметилформамиду приводит к росту коэффициента преобразования ( чувствительности / преобразователя. Необходимо отметить, что чистый толуол, как неполярная жидкость, не проявляет электрокинетической активности. введение его в диметилформамид приводит к положительному эффекту. Точное значение концентрации предлагаемой рабочей жидкости зависит от конкретного назначения преобразователя и возможности электронной схемы, усиливающей выходной электрический сигнал. Практически существенный положительный эффект дает добавление толуола в раствор в количествах, соответствующих объемным концентрациям толуола, лежащим в диапазоне (.чертеж ) 80-97% (соответственно концентрации диметилформамида лежат в диапазоне Л . В качестве примераконкретного выполнения рассмотрим рабочую -жидкость, представляющую собой раствор диметилформамида. с толуолом при следующем соотношении компонентов, о6.%: диметилформамид 4; толуол 96. Электрокинематические преобразователи давления, у которых в качестре рабочей жидкости используется . указанный раствор, а -в качестве преОбразу10щей мембраны.- стеклянная пористая пластина, поры которой составляют систему цилиндрических каналов диаметром 21 мм, имеет следующие выходные электрические характеристики. Коэффициент преобраэова-f кия перепада давления в электрическое напряжение (чувствительность ), мВ/Па 13,9 Электрическое сопротивление, МОм . 1150 Гидравлическое сопротивление преобразующей мемб рЪны, Па/мЗ 2,79-10 Если взять рабочие жидкости с предлагаемым предельным содержанием компонентов, об.%; димехилформакмд 20; толуол 80 f дИаметилформамид 3; т оуол 97f то характеристики преобразователя с этими жидкостями будут следующие значения. Коэффициенты преобразования перепада давления в электрическое напряжение (чувствительность), мВ/Па0,129 ; 11,0 Электрические сопро0,615 ; 21 тивления, МоМ Гидравлическое сопротивление преобраз ющей мембраны, Ю. Пас/мЗ 3 ; 2,79 Электрокинетический преобразователь давления, у которого в качеств рабочей жидкости используется чисты диметилформамид, имеет коэффициент преобразования перепада давления в электрическое напряжение (чувствительность ), равный 0,079 мВ/Па, эле трическое сопротивление 0,050 Мом. Отсюда видно, что при переходе от рабочей жидкости, содержащей чистый диметилформамид к рабочей жидкости, содержащей бинарные растворы диметилформамида и толуола, с предлагаемым предельным содержанием компонентов чувствительность электрокинетического преобразователя увеличивается в 1,63 - 13,9 раз. Таким образом, дополнительное содержание толуола в рабочей жидкости из диметилформамида при следующем соотношении компонентов, об. %: диметилформамид 3-2.0/ толуол 80-97J. повышает чувствительность преобразователя.

РАБОЧАЯ ЖИДКОСТЬ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ -ВЕЛИЧИН, содержащая диметил формамид, отличающаяся тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя, она дополнительно содержит толуол при следующем соотношении компонентов, 3-20 Диметилформамид 80-97 Толуол (П