Электрокинетический преобразователь Советский патент 1975 года по МПК G01L9/18 

Изобретение относится к электрокинетическим преобразователям и используется в качестве датчика инфранизкочастотных колебательных процессов - сейсмоколебаний, волновых колебаний жидкости и атмосферы, угловых и линейных ускорений.

Известные электрокииетические преобразователи представляют собой электрокинетическую ячейку выполненную в виде корпуса, заполненного рабочей жидкостью и включающего в качестве преобразующего элемента пористую перегородку из диэлектрика. В случае применения электрокинетического преобразователя в сейсмометрах рабочий замкнутый объем преобразователя ограничен упругими элементами (газовый упругий элемент, мембрана). Поскольку упругие элементы ограничивают протекание рабочей жидкости, их влияние на частотную характеристику преобразователя сказывается в опаде частотной характеристики при периодах колебаний. T 2n-RrC, где Rr - гидравлическое сопротивление протеканию жидкости через пористую перегородку; С - гибкость упругих элементов, сами процессы электрокинетического преобразователя не накладывают ограничений на восприятие низкочастотных колебательных процессов.

Цель изобретения - регулирование частотной характеристики преобразователя в области инфранизких частот.

Это достигается тем, что корпус предлагаемого преобразователя выполнен в виде двух

соосно расположенных диэлектрических стаканов, образующих наружными поверхностями своих донных стенок плоскостный капилляр, являющийся преобразующим элел1еитом, размер которого определяется толщиной

кольцевой герметизирующей прокладки, расположенной между донными стенками, причем толщина кольцевой прокладки выбирается из условия получения маКсимальной чувствительности для данной пары (например,

ацетон-фторопласт 80-100 мкм). Кроме того, в каждой донной стенке выполнено по сквозному продольному каналу с осями, смещенными относительно продольной оси корпуса, а расстояние между осями каналов выбрано

больше суммы их радиусов. Стаканы, образующие корпус и преобразующий элемент, выполнены подвижными один относительно другого в плоскости капилляра вокруг оси корпуса.

С целью расщирения диапазона регулирования, сквозные каналы расположены по периферии донных стенок.

На чертеже показан предложенный электрокинетический преобразователь. Преобразователь содержит корпус 1, ограниченный

мембранами, выполненный в виде двух соосио расположенных стаканов 2 н 3, обращенных один к другому своими донными стенками, разделенными кольцевой герметизирующей прокладкой 4. Поверхности донных стенок образуют плоскостной капилляр 5, служащий преобразующим элементом. Толщина прокладки 4 обеспечивает размер капилляра 5. В донной стенке каждого из стаканов выполнено по одному сквозному каналу 6, внутри которого расположен электрод 7. Подмембранные полости стаканов 2 и 3, каналы 6 и капилляр 5 заполнены рабочей жидкостью. Преобразователь помещен между фланцем 8 и крыщкой 9 с воздущным объемом 10. Мембраны 1 и воздущный объем 10 являются упругими элементами преобразователя.

Электрокинетический преобразователь работает следующим образом.

Под действием внещнего давления Р приемная мембрана 1, прогибаясь, заставляет рабочую жидкость протекать через канал 6 стакана 2, канилляр 5 и канал 6 стакана 3 в подмембранную полость стакана 3. Рабочая жидкость сносит ионы диффузной части двойного электрического слоя на поверхности капилляра. При этом появляется разность потенциалов между электродами 7, полярность которой зависит от направления течения жидкости.

Регулирование характеристик преобразователя обеспечивается вращением, например, стакана 2 относительно стакана 3. При этом за счет изменения расстояния между каналами 6 меняется гидравлическое сопротивление, определяющее частотный диапазон. Расположение каналов по периферии донных стенок позволяет расширить диапазон регулирования за счет увеличения стенок, дианазон регулирования за счет увеличения эффективной длины капилляра. Таким образом, предложенная конструкция преобразователя обеспечивает регулирование частотной характеристики при постоянной чувствительности.

Предмет изобретения

1.Электрокинетический преобразователь, содержащий ограниченный упругими элементами корпус, заполненный рабочей жидкостью, преобразующий элемент и электроды, отличающийся тем, что, с целью регулирования частотной характеристики преобразователя в области инфранизких частот, корпус вынолнеи в виде двух соосно расположенных диэлектрических стаканов, образующих наружными поверхностями своих донных стенок плоскостный капилляр, являющийся преобразующим элементом, и размер которого определяется толщиной кольцевой герметизирующей прокладки, установленной между донными стенками, в каждой из которых выполнен сквозной продольный канал с осью, смещенной относительно продольной оси корпуса, а расстояние между осями каналов

выбрано больще суммы их радиусов, при этом стаканы выполнены подвижными один относительно другого в плоскости капилляра.

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, сквозные каналы расположены по периферии донных стенок.

I I I I i / / /

ii