ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПОСТОЯННОГО ДАВЛЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК G01L9/18 

Изобретение относится к технике измерения постоянных и медленно меняющихся давлений или линейных перемещений.

Известные химот.ронные датчики давления, однако они не .позволяют измерять постоянные давления, так как .мембраны имеют конечный линейный прогиб, а выходной сигнал датчиков пропорционален расходу электролита через катодный канал.

Предложенный датчик отличается тем, что в нем в центре мембраны укреплена втулка из неэлектропроводного материала, на боковой поверхности которой размещен экранный катод, а в торце - катод считывания.

Это повышает чувствительность при измерении постоянного давления.

На чертеже дана схема датчика.

Датчик содержит упругую мембрану /, корпус 2, выполненный из инертного по отношению к электролиту материала (.стекло, фторопласта и др.). Полость корпуса разделена на внутренние отсеки 3 тл 4, заполненные электролитом. В рабочем отсеке 4 расположены считывающие электроды 5 и б, в экранном канале 7 - электроды S и 5. Электрод 9 восстанавливает окислитель, который диффундирует из рабочего отсека, что позволяет сохранить количество окислителя в ней неизменным. Электрод 8 является экранным электродом, который предотвращает диффузию окислителя в рабочий отсек из общего

объема. Электроды 8 i 10 с источником образуют самостоятельную электрохимическую ячейку, которая позволяет иметь в рабочем отсеке концентрацию окислителя, равную ис5 ходной и не зависяшую от конструктивного исполнения внутреннего отсека датчика.

При изменении давления мембрана / прогибается, и втулка }} вытесняет элекгролит из отсека 4, .который, пройдя электрод 9 в канале 7, восстанавливается. При этом количество окислителя в отсеке 4 остается неизменным, а объем камеры уменьшается. В результате концентрация электролита в рабочем отсеке увеличивается. Соотношение объемов и концентрации после переходного процесса можно выразить следующим соотношением:

/ CpQ

L -}

J - X

0

где Со - исходная концентрация окислителя; б - расстояние между электродами

7и S;

X - величина прогиба мембраны. При прогибе мембраны изменяется расстояние между считывающими электродами 7 и 8, что отражается на пропорциональном увеличении предельного тока диффузии, который равен

где Р - ЧИСЛО Фарадея;

5- площадь считывающего катода; D - коэффициент диффузии;

6- расстояиие между считывающими

электродами (толщины пограничного диффузионного слоя).

Из приведенных выражений видно, что с уменьшением рабочей (камеры концентрация окислителя в электролите увеличивается, а расстояние между считывающими электродами уменьшается, что приводит к увеличению предельного тока диффузии.

Таким образом, лосле переходного процесса выходной ток остается неизменным сколь угодно долго до нового изА1епения давления.

Предмет изобретения

Электрохимический датчик постоянного давления, содержащий корпус, внутренняя полость которого заполнена электролитом и разделена на два отсека, один из которых ограничен мембраной, а в другом размещены общий анод и считывающий катод, причем отсеки соединены между собой коаксиально выполненным каналом, отличающийся тем, ч го, с целью повышения чувствительности, в центре мембраны укреплена втулка из неэлектропроводного материала, на боковой поверхности которой размещен экранный катод, а

в торце - катод .считыван-ия.