Преобразователь давления Советский патент 1987 года по МПК G01L9/18 

1

Изобретение относится к

.1

и

контроль- предназно-измерительной технике начено для измерения давления с использованием электрохимических систем.

Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя.

Преобразователь давления реализу ется на основе электрохимической сие темы с двумя электродами из материалов , имеющих различные электродные потенциалы. Так, в качестве одного из электродов может быть взята платиновая проволока, а в качестве проти- возлектрода - слоистый монокристалл или его иитеркалат. Оба электрода помещены в ячейку с 1н, водным раствором хлористого калия и снабжены измерителем ЭДС, например цифровым вольтметром, Противоэлектроды изготавливают из монокристаллов InSe, GaSe, ,, выращенных по методу Бриджмена, и TiS, выращенного путем газотранспортной реакции. Из слитков монокристаллов InSe, GaSe и вырезают образцы в виде параллелепипеда с гранями, ориентированными вдоль основных кристаллографических осей, а монокристаллы TiS дополнительно не обрабатывают. На одну из граней образцов наносят электрически контакт, Интеркалирование монокристаллов InSe, GaSe,- Bi,,Te, и TiS производят следующим образом. Приготовленные как указано образцы помещают в электрохимическую ячейку с платиновым противоэлектродом и приводят в контакт с электролитом, в качестве которого, берут 1н. растворы солей металлов 1а и Па групп Периодической системы, Электрюхимическая интеркаля ция образцов осуществляется путем пропускания через ячейку в течение 0,5 - 100 ч тока 1-500 мкА.

Преобразователь давления работает следующим образом.

Поскольку свободная энергия Гиб- бса электрохимической системы определяется, с одной стороны, разностью электродных потенциалов ucf , а с другой - термодинамическими параметрами системы V (объем), Т (абсолютная температура), р (давление), то зная последние, из выражения nF ucf Sdt - Vdp, где n - количество валентных электронов, принимающих участие в реакции; F - число Фарадея;

/О

15

20

25

30

35

S - электропия системы, мы можем определить ЭДС системы и, наоборот, зная изменений ЭДС, можно установить величину изменения давления при прочих неизменных параметрах,

Использование в качестве одного из электродов слоистых соединений InSe, GaSe, и TiS позволяет повысить барическую чувствительность преобразователя давления. Это достигается за счет специфики строения указанных соединений, представляющих собой стопу чередуюп1ихся слоев металл - халькоген, внутри которых действуют сильные, преимущественно ко- валентные силы, связанные слабыми ван-дер-ваальсовскими силами. Такая структура обеспечивает высокую анизотропию механических свойств и высокую чувствительность к внешним механическим воздействиям, например давлению. При помощи интеркалирования слоистых кристаллов, т.е, внедрения примесей в ван-дер-ваальсовские промежутки, можно целенаправленр изменять анизотропию исходных матриц и регулировать барическую чувствительность преобразователей, изготовленных на их основе.

Ниже представлена барическая чувствительность преобразователей путем регистрации ЭДС системы с противоэлектродом в виде медной пластины, с противоэлектродами из слоистых монокристаллов и их интеркалатов,

Образцы в виде параллелепипедов из монокристаллов InSe, GaSe и

вырезаны размером 1x4x4 мм

,

а образцы монокристаллов TiS взяты размером 0,2 х. 2 х 3 мм . Оба электрода помещены в ячейку с 1н, водным раствор ом хлористого калия, в котором создавалось давление 2,510 Па, Оптимальное содержание интеркалянта (х) в материале электрода приведено в табл. 2 и определяется из.ме- рением барического коэффициента для разньк концентраций примесей,

Как видно из табл, 2, наибольшая

барическая чувствительность соответствует содержанию интеркалянта О х бО,5,

Использование изобретения позволяет увеличить точность измерения

давления преобразователями давления.

Формула изобретения

1, Преобразователь давления, содержащий заполненный электролитом

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить чувствительность преобразователя. Преобразователь представляет собой заполненный электролитом корпус, в котором размещены два электрода с различными электродными потенциалами. Один из электродов выполнен из слоистого соединения монокристаллов InSe, GaSe, или TiSj. Структура электрода обеспечивает высокую анизотропию механических свойств, которую можно целенаправленно изменять при помощи ин- теркалирования слоистых соединений монокристаллов. Интеркалирование осуществляют в электролите, представляющем собой 1Н растворы солей металлов 1 а и а групп Периодической сисг темы, путем пропускания тока в течение определенного времени. 1 з.п, ф-лы. 2 табл. S (Л со о 00 00 о