УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА Советский патент 1972 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к области исследованнй работы источников тока.

Известно устройство для измерения коэффициента эффективности токосъема электродов источников тока, состоян ее из работающего полуэлемента источников тока, помеи(енного в электролитическую ванну с противоэлектродом, в цепь которых включены внешний источник нанряжения и амперметр. Потенциал на краю электрода измеряется относительно каломельного электрода сравнения с помощью заполненного электролитом капилляра Луггина.

Это устройство слолсно конструктивно и неудобно для нроведения измерений, так как для него нужны работающий полуэлемент и специальные материалы, способные противостоять коррозионным действиям.

Для упрощения процесса измерений пре.длагается устройство, принцип работы которого основан на моделировании работы электродов источников тока методом твердой модели.

На чертеже показано предлагаемое устройство, состоящее из измерительной цепи / с внешним источником регулируемого напряжения и параллельно включенным вольтметром 2, в которую последовательно включены модель исследуемого электрода 3, выполненная из электропроводящего материала, которая через сопротивления 4, равномерно распределенные по ее поверхности, соединена с щинои 5 равного потенциала, и амперметр 6, отградуированный в единицах измерения коэффициента эффективности токосъема.

Как известно, поле потенциала на поверхности токоотводящей основы электрода, генерирующей ток, описывается уравнением Пуассона

- kf,

правая часть которого определяется тангенсом угла наклона 5 «локальной поляризационной кривой, уде 1ьным сонротивлением р„ и толщиной б токоотводящей основы электрода:

b Р

Для моделирования работы электрода достаточно модель токоотводящей основы электрода, генерирующей ток, равномерно разбить на некоторые площадки и центральную точку каждой площадки соединить с эквипотенциальной поверхностью через сопротивление

Л.

k

сти, равному единице в соответствии со следующим выражением:

макс

где / - значение тока, показываемогоамперметром;

/маис - предельное значение его шкалы. При проведении измерений значение напряжения на вольтметре устанавливается с помощью источника регулируемого напряжения равным:

II - J

- макс

где п - число сопротивлений 4, присоединенных к модели. После этого по показаниям амперметра 6 находят значение коэффициента эффективности токосъема.

Выполнение модели с точным учетом граничных условий является в некоторых случаях весьма сложным. Например, при создании модели токоотводящей основы электрода топливного элемента, состоящей из рабочей части и коммутирующей рамки, нужно знать омические сопротивления переходных участков (токоотводящая основа электрода - рамка и рамка - токовывод) и воспроизвести на модели их соответствующие значения, а также соотнощение проводимостей электрода и коммутирующих частей.

Для точного учета граничных условий предлагается в качестве модели применять токоогводящую основу электрода, скоммутированную вместе с рамкой и токовыводами.

Проблема токосъема является весьма актуальной, так как при неудовлетворительном ее

рещении существенно ухудщается работа источников тока, например, топливных элементов, за счет надения потенциала из-за омических сопротивлений токоотводящей основы электрода и токовыводящих частей. С помощью предлагаемого устройства можно определить коэффициент эффективности токосъема как на стадии разработки источников тока, например, топливных элементов, когда уже известны характеристики электродов н создается конструкция элемента, так и на стадии его изготовления, когда можно точно учесть граничные условия на уже имеющейся токоотводящей основе электрода вместе с токовыводящими частями. Это позволяет оценйть и свести к минимуму омические потери.

Предмет изобретения

1.Устройство для измерения коэффициента эффективности токосъема электродов источников тока, выполненное в виде измерительной цепи с внещним источником регулируемого напряжения и параллельно включенным вольтметром, отличающееся тем, что, с целью упрощения измерений, в цень включены последовательно модель исследуемого электрода, выполненная из электропроводящего материала, которая через сопротивления, равномерно распределенные по ее поверхности, соединена с щипой равного потепциала, и отградуированный в единицах измерения коэффициента эффективности токосъема амперметр.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью точного учета граничных условий, в качестве модели применена токоотводящая основа электрода.

V/7///77////.

I/

I