ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ВОДОРОДНЫЙ ИНТЕГРАТО|^ Советский патент 1972 года по МПК H01G9/22 

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для определения интеграла тока или применения в различных временных устройствах (например, в реле времени).

Известный электрохимический водородный интегратор содержит электрохимическую ячейку, снабженную пористой диэлектрической пластиной, несущей на свободных поверхностях неоплошные химически инертные электроды и делящей объем ячейки на камеры, заполненные электролитом и водородом.

Пористая пластина этого интегратора -снабжена сквозным отверстием, в которое входит своим концом дополнительный электрод. При прохождении постоянного тока через электрохимическую ячейку происходит перенос водорода из анодной камеры в катодную. После того как разность давлений в камерах достигнет величины, соответствующей определенному количеству прошедшего через ячейку электричества А Q, водород прорывается через заполненное электролитом отверстие в пористой пластине ячейки, благодаря чему возрастает сопротивление между включенными в измерительную цепь интегратора дополнительным электродом и одним из электродов ячейки, что фиксируется посредством релейной схемы. Значение количества электричества Л Q, прохождение которого через

ячейку, вызывает срабатывание схемы, определяет чувствительность интегратора. Для того, чтобы отверстие в пластине ячейки после прорыва водорода из камеры в камеру вновь заполнилось электролитом, оно должно быть выполнено достаточно малого диаметра, что ограничивает возможность повышения чувствительности, так как для прорыва водорода через столбик электролита, заполняющего отверстие с малым диаметром, требуется значительная разно-сть давления (практически около 10 мм вод. ст.), а следовательно, и относительно большое значение AQ. Кроме того, значение Л Q указанного интегратора зависит от положения его в пространстве.

Таким обр азом, недостатками известного интегратора являются его низкая чувствительность и зависимость ее от положения интегратора в пространстве.

Для повышения чувствительности интегратора и обеспечения его работоспособности независимо от положения в пространстве в камеры дополнительно введены пористые тела, поры которых крупнее пор диэлектрической пластины. На свободных поверхностях этой пластины предусмотрены места, не закрытые электродами. Кроме того, с целью варьирования чувстиз камер имеет пространство, не занятое пористым телом и содержащее водород, а на noiBepxiHOCTH пористого тела, образующего стенку пространства, расположен дополнительный электрод.

На чертеже изображен описываемый интегратор, разрез.

Предлагаемый интегратор состоит из стеклянного корпуса 1, в который встроена электрохимическая ячейка, содержащая стеклянную пористую пластину 2 с расположенными на ее свободных поверхностях электродами 3 и 4. Пластина 2 делит объем ячейки на две камеры, в которые помещены стеклянные пористые тела 5 и б. В одной из камер находится пространство 7, а на поверхность пористого тела 5, которая образует стенку пространства 7, помещен электрод 8. Для включения интегратора в цепь от электродов 3, 4 и 8 выведены проходящие через стенку корпуса выводы. Электроды 3, 4 и 8 представляют собой платиновые сетки или тонкие слои платины, с толщиной, меньшей размеров пор тех тел, на поверхность которых слои нанесены. Непосредственно после изготовления интегратора все поры пористой пластины ячейки и пористых тел заполнены электролитом - раствором серной кислоты, а пространство / содержит водород.

Для приведения интегратора в рабочее состояние к электродам 8 и. 3 подключают источник постоянного тока так, что электрод 8 оказывается поляризованным положительно.

При этом водород из пространства 7 переносится в виде ионов на электрод 5. Выделяющийся с электрода 3 газообразный водород вытесняет электролит из тела 5 в пространство 7, начиная с лор этого тела, расположенных непосредственно возле электрода в.

По мере поступления водорода из пространства 7 все большее количество пор тела 5 заполняется им в зоне электрода 3. Из пор пористой пластины 2 электролит при этом не вытесняется в связи с тем, что они меньше пор тела 5. Количество водорода, выделившегося возле электрода 3, строго соответствует количеству электричества, прошедшего через электроды S и 5, и в конечном счете определяет чувствительность интегратора.

После проведения вышеописанной операции интегратор готов к работе.

Для иопользования интегратора электроды 3 н 4 электролитической ячейки включают в цепь интегрируемого тока так, что электрод 3 поляризуется положительно.

При прохождении через ячейку постоянного тока водород из зоны электрода 3 переносится в зону электрода 4 и вытесняет из тела 6 электролит, начиная с пор, смежных с электродом 4. Соответственно в обратном направлении, т. е. из тела 6 в тело 5 через не занятые электродами места поверхности пористой пластины 2 переходит электролит, залолненяя освобожденные переносимым водородом

поры тела 5.

Таким образом, по мере прохождения интегрируемого тока граница водород-электролит iB теле 5 приближается к электроду 5, а в теле 6 удаляется от электрода 4.

Сопротивление электролитической ячейки постоянному току определяется главным образом условиями подвода водорода к аноду. Поэтому, пока возле электрода 5 находится газообразный водород, сопротивление ячейки

практически не изменяется в течение времени прохождения через нее тока. Но как только весь запасенный на электроде 3 водород перейдет в зону электрода 4, сопротивление ячейки начинает резко возрастать, так как в

этих условиях ток через ячейку может поддерживаться только за счет диффундирующих к аноду из массы электролита молекул растворенного в нем водорода, которые автомизируются три адсорбции поверхностью

платинового электрода. Резкое повышение сопротивления ячейки интегратора лосле прохождения через нее определенного количества А Q может быть иопользовано для рещения различных технических задач.

Предмет изобретения

1.Электрохимический водородный интегратор, содержащий электрохимическую ячейку,

снабженную пористой диэлектрической пластиной, несущей на свободных поверхностях неоплошные химически инертные электроды и делящей объем ячейки на камеры, заполненные электролитом и водородом, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности интегратора и обеспечения его работоспособности независимо от положения в пространстве, в камеры дооолнителыно введены пористые тела, поры которых крупнее пор

диэлектрической пластины.

2.Интегратор по п. 1, отличающийся тем, что не менее чем одна из камер имеет пространство, не занятое пористым телом и содержащее водород, а на поверхности пористого

тела, образующего стенку пространства, расположен дополнительный электрод.