Диффузионный датчик механических сигналов Советский патент 1979 года по МПК H01G9/22 

(54) ДИФФУЗИОННЫЙ ДАТЧИК МЕХАНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Поставленная цель достигается тек, что в диффузионном датчике механических сигналов корпус выполнен в виде обраи1ениых один к другому доиныл.и ст(нкамн и электрнчески изолнроваииых ORWI от другого стаканов из токопрово/лгидегго матерна.аа, поверхности стенок которых покрыты оксидз ыг 1 неэлектропроводпьМ с.чоем, ари этом в каждой стену;с вьтолнеиы отверстия, по периферии которых помещены электроды, электрически соед51не11НЬ е с соответстаующи.-;. стаканами, а токоотводы подсоединены к иаpyжны s поверхностям стаканов.

На чертеже гфедставлена 1юнструкция диффузионного датчика механических сигналов.

Датчик содержит корнус, выполиен1гый в. виде двух обращенных один к другому донными стенками 1 стаканов 2. Корнус закрыт с торцовых сторон упругими элементами, иапрнмер мембранами 3, выполненными, в частности, из материала кориуса (например, титана). Полости стаканов 1 заполнены электролитом 4, в качестве которого используют иод-иодид. В стенках I стаканов 2 выпол нены отверстия 5 и 6, образующие канал для перетекания электролита из одной полости в другу, нри этом стенки иредставляют собой перегородку, разделяюияую корпус датчика на две полости (стаканы). Стаканы 2 выполнены кз инертного токопроводящего материала, в качестве которого используют титан. Упругие элементы 3 также могут быть выполнены из титана, фторкауч-ука, бутилкаучука. Внутренние стенки стаканов нокрыты неэлектропроводным слоем, а именно оксидируются до двуокиси титана, являющейся неэлектропроводной. Толщина оксидного СЛОЙ составляет несколько микрометров. В частном случае, когда упругие элементы 3 датчнка также выполнены мз титана, то оксидированию -подвергается также и внутре гняя (обращенная к 3JieiiTpoj HTy) поверхность элемента 3. Для обеспечения работы достаточно оксидировать внутренние стенки стаканов 2, т.е. места соприкосновения с электролитом и Друг с другом, однако, возможно оксидирование и всей поверхности (каружной н внутреи - ей) стаканов 2 и элементов 3. Полное оксидирование предотвращает возможность замыкания стаканов (являющихся токоотводамн) через наружные поверхности. По периферии отверстий 5 и 6, выполненных в донных стенках стаканов, 2 помещены эяектроды, например, в виде слоя металла платиновой группы, толщиной порядка 0,2-ьО,5 мкм, которые имеют электрический -контакт с соответствующим стаканом. Таким образом, каждое из отверстий 5 и б с нанесенным слоем металла платиновой группы представляет собой электрод (катод или анод) датчика. При этом отверстия с меньшим диаметром, например 5, порядка 0,1-:-0,5 мм-представляют собой нзмерительнып электрод (катод), а отверстия 6oj bHiero диаметра, например 6, порядка 2-i 4 мм, являются противоэлектродом (анодом). Токоотноды 7 подсоединены к наружным поверхностям стаканов 2. Стаканы 2 соединяются один с другим, например, путем сварки, осуществляемой при условиях, обесиечиваюни1х сохранение изоляционных свойств оксидного слоя, заьальцовкн либо иеэлектропроводного к.омнаунда.

Датчик работает следуюии1м образом.

При воздействии механического сигнала, например давления, мембраны прогибаются и создают через измерительный канал преобразователя поток электроактивных ионов, который затем преобразуется в пропорциональный внешнему воздействию электрический сигнал. Выходным сигналом датчика является апряжение, снимаемое с нагрузочного со. противления. Надежность работы датчика обеспечивается его надежной герметичностью, в основном связанной с отсутствием токовыводов, проходянхих через корпус, а также с наличием (не являющегося хладотекучим) металлического корпуса, обеспечивающего постоянство внутреннего и вкещнего объемов датчнка. Кроме того, датчик не содержит резиновых изделий (прокладок для герметизации), соприкасающихся с электролитом. Резиновые изделия выделяют значительное количество загрязняющих злектролит веществ (гелей), которые засоряют измерительный канал датчика.

Такие условия обеспечивают сохранение в течение длителыюго времени (порядка трипять ет) исходного количества электролита, а также исходного состава электролита в объеме датчика, а следовательно, обеспечивают постоянство характеристик датчика в течение указа 1ного срока функционировання.

Таким образом, срок с.1ужбы предлагаемого датчика уве чичивается в 3-ь5 раз. Такое выполнение днффузианного датчика механических сигналов позволяет создать надежные и стабильные измерительные преобразователи механических величин, состоящие из неразъемных соединений, деталей, что значительно повысит эксплуатационные возможности их применения в народном хозяйстве, а также расширит, номенклатуру выпускаемых промыщленностью датчиков.

Формула изобретения .

Диффузионный датчик механических сигналов, включающий ограниченный с торцовых сторон упругими элементами и заполненный электролитом корпус с токоотводами, полость которого разделена на две камеры перегородкой с расположенными в ней каналами, содержащими электроды, образующие с электролитом обратимую окислительно-восстановительную систему, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, корпус выполнен в виде обращенных один к другому донными стенками и электрически изолированных друг от друга стаканов из токопроводящего материала, поверхности стенок которых покрыты оксидным неэлектропроводным слоем, причем в каждой донной стенке выполнены отверстия, по периферии которых размещены электроды, электрически

соединенные с соответствующими стаканами, а токоотводы подсоединены к их наружным поверхностям.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США N9 3307084, кл. 317-230, 1967.

2.Авторское свидетельство (.ССР № 353289, кл. Н 01 G 9/22, 1970.