Устройство для получения свободномолекулярных потоков кислорода Советский патент 1980 года по МПК G01L27/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СВОБОДНСМОЛЕКУЛЯРНЫХ , ПОТОКОВ КИСЛОРОДА цессами напуска через натёкатель и процессами эффузии кислорода в камере предварительного разряжения,. является невысоким. Цель изобретения - упрощение кон струкции, обеспечение безопаснбсти работ и автоматизация управления ус ройства. . , Это достигается тем, что в устро стве ддля получения свободномолекулярных потоков кислорода, содержаще корпус, камеру предварительного раз ряжения , соединенную с объемом для испытания через диафрагму с калиброваннымотверстием, источник кислорода ;и натёкатель, камера прёйварительного разрежения выполнена, в . -виде qTaKaHaиз твёрдого,, электроли fa:,, в торцовой части ко,торого установлена диафрагма. Натёкатель,выполнен в виде двух пористых электро дов, расположенных на внутренней и внешней поверхнбЙтйх ста;канай соединенных с регулируемым источником напряжения. Источник кислорода .вы; полнен . в виде второго сТакана,диаметром большим чем диаметр полого , ,стакана ,из твердого электролита и расположенного коаксиально с ним, при этом герметизированная полость между стака.намизаполнена гетероген ной смесью, а на , внешней поверхност второго стакана расположен нагрева; тёль.ПоЛый стакан из,твердого элек тролита выпод нен из .двуокиси циркония, стабйлйзйрованного , каль ция, а в качестве гетерогенной смеси использован лорошок ниобия с его окисью. , . , , , . На чертеже схематически изображе но устройство дл.я получе.ния свободн молекулярного потока кислорода, раз рёЭ. ; ., . -.... Устройство содержит камеру 1 п 1едварительного разряжения, выпол: .нённую в виде, полого стакана 2 из ,тйердого эле ктролита, В торцовой „ча ти,.полого стакана 2 установлена диа рагма 3 с калиброванным отверсТИём 4. Диаметр этого отверстия, вы,бирает ся в каждом конкретном случае из ус ,51р1вия истечения газа через отверсти На Ьнутренней и внешней поверхностя , ПО,лого стакана 2 из твердогоэлектр ,,лит.а,,н,анесены пористые электроды 5 и б , выполненные , НаИрШ гёр йз - платины. Электроды 5 и 6 соединены с регУлируемьлм источником постоян-ного тока (не показан). Полость 7 . между внешней поверхносТь.ю ста,кана 2 и нагревателем заполнена гетерогенной смесью, напрймер порошком ниобия с его окисью, герметизирована например, с помощью пайки или Сварки, и явдяется иетЬчйтйКОМKHiSJto.рода. Полый стакан 2 с электродами , в сборе с диафрагмой 3, источником кислорода и нагревате,лем, 8 помещены .В корпус 9. Нагреватель 8 соединен

714196 с системой регулирования температуры (не показана). Устройство работает следующим образом . Устройство помещают в вакуумный объем, в котором необходимо получить молекулярный поток кислорода. Включают источник питания и пропускают определенную величину токамежду электродами 5 и б через твердый электролит, 2. Прохождение тока через твердый электролит 2 вызывает изменение давления кислорода в камере 1 предварительного разряжения. На выходе диафрагмы появляется поток Q, который определяется соотношением Q и(Р„ - Р), где P, - давление кислорода в камере . предварительного разряжения, которое является функцией протекающего тока через твердый электролит .„,t, . .- . 4F, , ,; .- где I ;- ток протекающий через, электролит ; . F - постоянная Фарадея,К - постоянная велйчина; , Ру - давление в объеме для испы тания и (определяется приме . , няекмми откачными средствами) ; .V; ,,:-. .-. ,v:: -:. . . . и - проводимость калибровочного , отверстия диафрагмы. Таким образом измёнени величины . тока через твердый электролит приводит к изменению потока газана выходе устройства. Задавая необходимьгй закон изменения тока через твердый электролит, получаем необходимый закон измен ения потока в объеме для испйтания. С помойЬю нагревателя В поддерживается рабочая температура устройства. Изменение давления Ру, в камере предварйтёльного разрежения возни1 ает за счёт прбтекаНи й Т6ка через твёрдый электрс1Лйт7 Шторый приводит к переноСу кислорода из источника кислорода (полость 7) в камеру 1 в электричгеском поле, благодаря ион.ной проводимости твердого электролита. Образование кислорода у поверхности электрода происходит за счет протекания реакции восстановления-ОКИСИметалла к металлу.: . - Формула изобретения 1. Устройство для получения СВО-. бодномолекулярньгх Штркрв кислорода, содержащее корпус, камеру предваритедьного разряжения, соединенную с объемом для испытания через диафрагму с калиброванным отверстием, источник кислорода й натёкатель, о тл и ч а ю щ е. е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, обеспечения безопасности работ и автоматизации управления, камера предварительного разряжения выполнена в виде стакана из твердого электролита, в торцовой части которого установлена диафрагма, натекатель выполнен в виде двух пористых электродов, расположенных на внутренней и внешней поверхностях стакана и соединенных с регулируемым источником найряженйя а источник кислорода выполнен в виде второго стакана, диаметром большим чем диаметр стакана из твердого электролита .и расположенного коаксиально с ним, при этом герметизированная полость между стаканами заполнена гетеротенной смесью, а на внешней поверхности второго стакана расположен нагреватель. .

2. Устройство по П.1, о т л и:ч а ю щ е ас я тем, что стакан иё

твердого электролита выполнен из двуокиси циркония, стабилизированного окисью кальция. ,

3. Устройство по П.1, о т л и ч аю ш е ё с я тем, что в качестве гетерогенной смеси использован порошок ниобия с его окисью. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

o

1.Кузнецов Ю.Е,, Флаксиан Я.Ш. Создание свободномолекулярного потока, предназначенного для специгшьных аэродинамических исследований , Извест|1я АН СССР.Механика жидкости

5 и газа 4, 1976. .

2.Шаревский S.A. Приборы и техника эксперимента. 1967, № 4,

с, 171-176 (прототип).