Электрокинетический способ получения колебаний давления Советский патент 1975 года по МПК G01L9/18 

1

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известен электрохимический способ получения инфранизкочастотных импульсов.

Этот способ осуществляется за счет взаимодействия сигналов электроосмотической ячейки н двух односторонних датчиков давления, связанных гидравлически. Электрический сигнал, поданный на электроды микронасоса, вызывает перемещение жидкости в сторону одного из датчиков, что приводит к появлению сигнала на его электродах, который возвращается на микронасос. Новый сигнал вызывает поток жидкости в противоположном направлении, срабатывает второй датчик давления.

Недостатком этого способа является ограниченный диапазон рабочих частот (до 0,5 гц). Это связано с применением электролитического датчика, преобразующего электроосмотический поток и электроосмотическое давление в электрический сигнал, который и определяет частотные характеристики системы в целом.

Цель изобретения - расширение частотного диаиазона и повышение стабильности колебаний при работе в автоколебательном режиме.

Это достигается тем, что сигнал с датчика усиливают и меняют его фазу до возникновения устойчивого автоколебательного процесса. Для получения автоколебаний переменной частоты в полость между микронасосом и датчиком вводят дополнительную массу жидкости, ироиорциональиую действующему на систему ускорения.

На чертеже показано устройство для осу. ществления способа.

В стеклянную ампулу впаяны микропористые перегородки из диэлектрика с металлическими электродами-сетками по сторонам. Один из впаянных элементов является микронасосом 1, другой - датчиком 2. В простраистве между датчиком и микронасосом размещена стеклянная капиллярная трубка. Внутренняя полость конструкции заполнена рабочей жидкостью.

Этот способ получения электрогидромеханических автоколебаний синусоидальной формы основан на использовании электрокинетических явлений в системе микронасос - датчик, связанных между собой гидравлически. При включении микронасоса в электрическую цепь жидкость перетекает через датчик, что приводит к появлению сигнала на датчике.

Из-за инерции сигнал на датчике запаздывает, а при включении микронасоса с датчика снимается сигнал еще некоторое время, т. с. такая система обладает некоторым временем релаксации, связанным с инерцией жидкости.

Параметром, меняющим время релаксации системы, является величина массы жидкости в капиллярной трубке в пространстве между

микронасосом и датчиком. В электрическую цепь микронасос - датчик в качестве элемента обратной связи включается электронный усилитель таким образом, что с выхода усилителя подается напряжение на микронасос в такой фазе, что возникающее течение жидкости приводит к уменьшению сигнала на датчике. При этом сигнал на датчике уменьшается, достигает нулевого значения и меняет полярность. С изменением полярности меняются полярность на микронасосе и направление течения жидкости через микронасос, а значит и через датчик. Таким образом, в системе возникают электрогидромеханические колебания (колебания давления в пространстве между микронасосом и датчиком и электрические колебания на электродах).

Параметром, меняюш,им частоту генерируемых автоколебаний, также является наличие столба жидкости со свободной поверхностью в пространстве между микронасосом и датчиком. Чувствительность такой системы составляет до 2 ГЦ на 1 мм высоты столба жидкости (в диапазоне от 200 до 400гц), что в пересчете около 2 мг жидкости.

Такую систему можно применять для измерения механического воздействия, например ускорения, путем пропорционального введения дополнительной массы жидкости между микронасосом и датчиком.

Предмет изобретения

1.Электрокинетический способ получения колебаний давления, основанный на взаимодействии механического и электрического сигналов системы электроосмотический микронасос- датчик, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения стабильности автоколебаний, сигнал с датчика усиливают, меняют его фазу до возникновения устойчивого автоколебательного процесса.

2.Способ по н. 1, отличающийся тем, что, с целью получения автоколебаний переменной частоты, в полость между микронасосом и датчиком вводят дополнительную массу жидкости, пропорциональную действующему на систему ускорению.