Электрохимический датчик механических сигналов Советский патент 1977 года по МПК H01G9/22 

ент диффузии- электроактивных ионов, что приводит к изменению крутизны характеристики (чувствительности) датчика. При этом температурная нестабильность достигает порядка 3% на градус.

Цепь изобретения - повышение точности измерения при изменениях-температуры внешней среды.

Поставленная цель достигается тем, что в электрохимическом датчике механических сигналов, преобразователь потока электролита в электрический сигнал выполнен в виде кольцевого конусного канала, образованного выполненным в перегородке датчика конусным отверстием и входящей в конусное отверстие. вставкой с конусным окончанием, Внутренняя поверхность конусного отверстия также как и поверхность конусной вставки, покрыты слоем инертного металла, образуя считывающий электрод датчика. Перегородка датчика соединена с термочувствительным элементом, например биметалл гческой пластиной, одна сторона которс го жестко закреплена на корпусе датчика, а другая

размещена внутри кольцевого паза, выполненного в перегородкз.

На чертеже представлен предлагаемый электрохимический датчик.

Датчик состоит из корпуса 1, выполненнего из химически стойкого материала, например пентона ияи фторопласта, ограниченного с торцовых сторон упругими мембранами 2, также из химически стойкого матер апа, например бутилкаучука, а датчик запойнен электролитом, образующим с электрода1 преобразователя окислительно-восстановительную систему.В перегородке датчика,разделяющей внутренний объем на две камеры, выполнено конусное отверстие, причем внут- ренняя поверхность 3 перегородки его образующей покрыта слоем инертного металла,например платины,в котором помещена вставка 4 с конусным окончанием, наружняя поверхность которого также покрыта слоем инертного металла. ,Токовывод от электрода, образованного металлом, выведен через уплотнение 5. Между отверстием и вставкой имеется зазор, образующий кольцевой-конусный измерительный канал длиной t|; и сечением j.. По периферии перегородки датчика выполнена кольцевая канавка, позволяющая перегородке перемешаться вдоль оси измерительного канала. В перегородке, с внешней стороны корпуса, закреплен термочувствительный

элемент, преобразующий изменение температуры вяещней среды в линейное перемещение например биметаллическая пластина б. Кроме того, датчик имеет противоэлектрод.

Датчик работает следующим образом.

При наличии механического сигнала (ускорение, давление) вследствие смещения жидкой инертной массы (электролит) возникает перепад давления на преобрабовате- ле потока ионов в электрический сигнал, что вызывает; пропорциональный воздействию, поток ионов через измерительный канап, образованный конусным отверстием и вставкой с конусным окончанием, В результате, в цепи датчика возникает электрический ток, пропорциональный внещнему воздействию н обратно пропорциональный гидродинамическое му сопротивлению измерительного канала, представляющий собой разность между рабочим током электрода и его .начальным током (ток при отсутствии механического сигнала). При повыщении температуры относительно некоторой произвольно выбранной базовой температуры, например 20 С, происходит деформация биметаллической пластины из-за различного линейного расщирения металлов, составляющих пластину, что вызывает перемещение перегородки датчика и следовательно, перемещение отверстия относительно вставки вдоль оси. При этом уменьщается как эффективная длина измерительного канапа, так и площадь его поперечного сечения. Происходит у 1еньшение величины начального тока электрода до значения, соответствующего базовой температуре. Величина гидродинамического сопротивления канала соответственно возрастает до значения, соответствующего базовой температуре. При понижении температуры внещней среды относительно базовой температуры перемещение свободного конца биметаллической пластины приводит к увеличению эффективных значений длины и площади поперечного сечения канала, что, в свою очередь влечет возрастание начального тока до величины, соответствующей базовой температуре, а также уменьщение гидродинамического сопротивления канала до значения, соответствующего той же температуре.

Таким образом, в предлагаемой конструкции с помощью изменения геометрических параметров измерительного канала (длины его и площади поперечного сечения) в соответствии с изменениями темпфатуры окружающей среды, обусловленного ртноситепьным перемещением элементов, .образующих канал (перегородки с отверстием и вставки) обеспечиваются при произвольном изменении температуры в пределах заданного интерва-. ла постоянные Значения для начального тока электрода и величины гидродинамического сопротивления измерительного канапа, соответствующие произвольно выбранной базовой температуре. Это обеспечивает практическ полную температурную компенсацию, т.е. и чувствитепьпостоянство начального тока ности датчика. Формула изобретения Эпектрохимнческий датчик механических cuDianoB, содержащий корпус, ограниченный с торцовых сторон упругими мембранами, две камеры, разделенные перегородкой с уаким каналом, включающим преобразователь потока электроактивных ионов в электр ческий сигнал, электроды которого образуют совместно с электролитом камер датчика оорати |ую окислительно-восстановительную cиcтe fy, отличающийся тем, что, с цепью повышения точности измерения при 11змеиен1шх температуры внешней среды преобразователь потока электролита в электрический cuDian выполнен в виде кольцево го конусного канала, образованного выполленным в перегородке датчика конусным отверстием и входящей в него вставкой с конусным окончанием, причем поверхности конусного отверстия и конусной вставки, обращенные друг к другу, покрыты слоем инертного металла, образуя считывающий электрод датчика, а перегородка датчика соединена с термочувствительным элементом, одна сторона которого жестко закрепленана корпусе датчика, а другая сторона размещена внутри кольцевого паза, выполненного в перегородке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент США № 3359465. кп. 317231, 1967. 2.Патент Франции № 2086029, кл Н 01 G 9/00, 1971. 3. Авторское свидетельство СССР № 23О433, кл. С 01 1/18. 1967.