Диффузионный преобразователь неэлектрических величин Советский патент 1979 года по МПК G01L9/18 H01G9/22 

1

Изобретение относится к области хемотропики, в частности к области преобразования неэлектрическкх величин в электрический сигнал.

Известен преобразователь, где измеряемая неэлектрическая величина преобразуется в перемещение одного из измерительных электродов относительно других, что приводит к изменению расстояния н концешрацин реагента между измерительными электродамя, а следовательно, к изменению выходного тока (1}.

Недбстатком такого преобразователя является конструктивная сложность. Необходимость электрической связи подвижного электрода с измерительной схемой ухудшает петрологические характеристики преобразователя, ограничивает его функциональные возможности.

Наиболее блюкнм по темшческой супдаости. к предлагаемому изобретению является диффузионный преобразователь веэлектрических величин, включавший корпус, ограниченный с торцов упругими мем анамн, две чувствительные камеры, содержащие гшоды и соединенные между собой каналами с размещошыми в них считывающимн катодамя 2.

Недостатком этого преобразователя является то, что он не может измерять постоянные неэлектрические воздействия. При воздействии постоянной величины по истечении некоторого времени перетекание электролита через канал прекращается из-за ограниченного прогиба мембраны. Соответственно выходной сигнал становится равным нулю.

Целью изобретения является обеспечение возц«ожности измерения постоянных неэлектрнческих величин.

Цель достигается тем, что между чувствительными камерами введены две измерительные камеры, каждая из которых содержит катод и анод, соединенные между собой кольцевым кеналом с расположенными в нем диффузионными экранными электродами и электродами перехвата.

На чертеже представлен обпцш вид предложенного преобразователя и схема его включения.

Устройство включает в себя корпус 1, эластичные мембраны 2, 3, чувствительные камеры 4, 5, в которых расположены аноды 6, 7. Чувствительные камеры 4, 5 соединены каналами 8, 9 с измерительными камерами 10, 11. Измерительные камеры 10, 11 соединены между собой кольцевым каналом 12. В каналах 8, 9 расположены С1штывагощие катоды 13, 14, работающие в режиме полного реагирования. В измерительных камерах 10, 11 находятся ано ды 15, 16 и катоды 17, 18, соответственно. В соединительном канале 12 расположены диффузионные экранные электроды 19, 20 и электроды перехвата 21, 22. Сопротивления R, fi 2 включе1{ы в цепи катодов 17, 18, а сопротивления R,, в цепи считывающих катодов 13, 14. Источники EJ, ЕЯ, Е-обеспечивают необходимый режим работы преобразователя. Устройство работает следующим образом. Пусть в начальный момент времени концентр ции реагента в любой точке преобразователя одинаковы и равны Сд. В цепях электродов 6, 13 и 7, 14 протекает предельный ток диффузии который создает на сопротивлениях R и R одинаковые падения напряжения. Следовательно . В цепях электродов 15, 17 и 16, 18 также протекают равные токи и U,,0. При воздействии на одну из мембран (например, на мембрану 2) какой-либо-неэлектрической величины, способной вызвать перемещение мембраны, электролит из чувствительной камеры 4 начинает перетекать по каналу 8 в измерительную камеру 10. Однако благодаря тому, что катод 13 работает в режиме полного поглощения, в камеру 10 поступает чисть Й электролит, концентрация реагента в котором практически равна нулю, а ток катода 13 пропорционален скорости изменения внешнего воздействия. Поступающий в камеру 10 чистый электролит вытесняет из нее электролит, концентрация реагента в котором равна С. Этот электролит полностью прореагирует на электроде перехвата 21. На аноде 16 камеры И вьщ ляется количество реагента, которое равно количеству, прореагировавшему на электроде 21, и концентрация реагента в камере 11 увеличивается. Благодаря соответствующей форме катода 13 из камеры И также вытесняется только чистый электролит, и ток электрода 14 практически не изменяется. Таким образом, концентравди реагентов (а следовательно и токи) между электродами измерительных камер 10 и 11 изменяются. В камере 10 концентрация уменьшается, а в камере 11 - увеличивается. Из этого следует, что на выходе схемы появляется два напряжения: U, пропорциональное скорости изменения внеишего воздействия, и и,, пропорциональное величине внешнего воздействия. При воздействии неэлектрической величины на другую мембрану будут происходить аналогичные процессы на симметричных электродах. Таким образом, введение двух дополнительных измерительных камер с электродами, образующими совместно с электролитом окислительно-восстановительную систему дает возможность преобразовавь вать постоянные неэлектрические величины, что значительно расширяет функциональные возможности преобразователя и сферу его применения. Формула изобретения Диффузионный преобразователь неэлектрических величин, включающий корпус, ограниченный с торцов упругими мембранами, две чувствительные камеры, содержащие аноды и соединенные между собой каналами с размещенными в них считывающими катодами, отличающийся тем, что, с целью измерения постоянных неэлектрических величин, между чувствительными камерами введены две измерительные камеры, каждая из которых содержит катод и анод, соединенные между собой кольцевым каналом с расположенными в нем диффузионными экранными электродами и электродами перехвата. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №348900, кл. G 01 L 9/18, 1969. 2.Фиш М. Л. Химотронные приборы в автоматике. Киев, Техника, 1967, с. 168-174 (прототип).

f « J3 8 17 (О 15 гП2 П Ц 16 If ff f У