Электрокинетический преобразователь Советский патент 1979 года по МПК G01L9/18 

1

Изобретение относится к приборостроению, а именно, к преобразователям постоянного и переменного давлений в электрические сигналы.

Известны электрокинетические преобразователи, внутри электроизоляционного корпуса которых установлена пористая преобразующая перегородка с сетчатыми электродами. Корпус заполняют полярной жидкостью. Под действием внешнего механического сигнала жидкость в порах перегородки движется, в результате чего между электродами возникает разность потенциалов, пропорциональная внешнему сигналу { .

Чувствительность-ЭКП определяется в основном физико-химическими свойствами преобразующей пары-рабочей жидкости и пористой перегородки, изготавливаемой как из диэ.пектрика, так из металла, В этом случае структура двойного электрического слоя и плотность зарядов иеуправляекы, что ограничивает функциона.пьные возможности преобразователя.

Известен электрокинетический преобразователь, в котором в качестве преобразующей перегородки используются концентрически расположенные

радиально пол5физованные пьезокера в чecкиe кольца со щелевым зазором 2 .

Недостатком этого преобразователя является сложность конструкции и технологии изготовления. Необходимо предварительно обработать, и поляризовать пьезокольца. Очень трудно создать капиллярный щелевой зазор

0 между концентрически расположенными пьезокольцами. При этом надо обеспечить строгую концентричность поверхностей колец, что представляет сложную технологическую задачу; конструку

5 ция не обеспечивает миниатюризации преобразователя,

Цель изобретения - упрощение конструкции и расширение диапазона преобразования .

0

Поставленная цель достигается тем, что перегородка выполнена в виде полупроводниковых пластин разнцх типов проводимости с капиллярным щелевым зазором между ними, причем

5 на внешних поверхностях пластин расположены электроды, подключенные к источнику управляющего напряжения.

Конструкция электрокинетнческого преобразователя представлена на чер0теже .

Электрокинетический преобразователь состоит из двух полупроводниковых пластин 1,2 разных типов прово.димостей (р) и (п) с капиллярным щелевым зазором 3.

По торцам зазора расположены токосъемные сетчатые электроды 4,5, Кроме того, на внешних поверхностях пластин расположены металлические электроды б, 7, которые подключаются к источнику управляющего напряжения.

Преобразователь работает следующим образом.

Внешнее давление воздействует на рабочую жидкость, заставляя ее протекаГЬ через капиллярный щелевой зазор преобразующей перегородки. Особенность полупроводниковых пластин , из которых выполнена преобразующая перегородка/ заключается в том, что при соприкосновении двух полупроводников разных проводимостей в местах контакта возникает контактная разность потенциалов Вследствие неплотного прилегания шероховатых поверхностей пластин между ними образуются щелевидные капиллярные зазоры, через которые фильтруется рабочая жидкость, Контактная разность потенциалов создает электрическое поле между пластинами, вектор которого перпендикулярен вектору течения рабочей жидкости.

Структура двойного слоя в зазоре и, следовательно, потенциал протекания определяются свойствами жидкости, а также величиной контактной разности потенциалов между полупроводниковыми пластинами.

Потоком рабочей жидкости ионы диффузионной части двойного электрического слоя в щелевом зазоре выносятся к другому электроду, создавая разность потенциалов между электродами, пропорциональную внешнему давлению.

Кроме того, подключив к полупроводниковым пластинам внешнее управляющее напряжение, можно управлять величиной контактной разности потенциалов, которая перестраивает двойной слой и, следовательно, управляет выходным сигналом ЭКП.

Таким образом,значительно упрощается технология изготовления преобразователя. На р-п переходе полупроводниковых пластин внешнее электрическое поле попучавтся без дополнительных затрат на поляризацию, как это имело.место в пьезокольцах.

Кроме того, такая конструкция позволяет перейти в микроминиатюризации, созданию матричной конструкции и системы.

Формула изобретения

Электрокинетический преобразов атель, содержащий корпус-С двумя камерами, разделенными преобразующей перегородкой, по обе стороны которой размещены электроды,, отличающ и и с я тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения диапазона преобразования, перегородка выполнена в виде полупроводниковых пластин разных типов проводимости с

капиллярным щелевым зазором между ними, причем на внешних поверхностях пластин расположены электроды, подключенные к источнику управляющего напряжения.

(

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Касим-Яаде М.С, и др. Электрокинетинеские преобразователи информации- М., Энергия , 1973, с. 85.

2..Авторское свидетельство .СССР

№ 504111, кл. G 01 L 9/18, 1974 (прототип) .

Выход