Электрохимический индикатор напряжения

Электрохимический индикатор напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1ц 5285I2

Союз Советских

Социалистических

Республик фГ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.12.74 (21) 2084858 25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.76. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликова шя описания 03.09.76 (5I) М. Кл. - G 01R 11/44

Ci 0lN 27/42

Государственный комитет

Совета Министров СССР ла делам изобретений н открытий (53) УДК 621.317.786 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. А. Тедорадзе, Д. С. Лейбман и Ю, М, Соколов (71) Заявитель (54) ЭЛ ЕКТРОХ ИМИ ЧЕСКИ И И ИД И КАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области измерительной техники, автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для построения электрохимических визуальных индикаторов напряжения, а также ячеек памяти с регулируемым временем хранения информации.

Сложные системы с большим объемом памяти широко используются в технике, в частности для ЭВМ. Однако существует необходимость также в устройствах с емкостью памяти всего в один бит, например, для обнаружения единичных всплесков напряжения или протекания других одноразовых процессов. В этом случае с успехом могут быть применены дешевые устройства, если исследуемое явление предварительно преобразовать в электрический сигнал. Эти же устройства могут быть применены как индикаторы напряжения.

Традиционным прибором, обнаруживающим электрический сигнал, является гальванометр.

Однако в ряде случаев могут понадобиться устройства более вибростойкие, более устойчивые к перетрузкам, значительно более дешевые и компактные, чем гальванометр.

Причем ряд задач, например связанных с определением полярности источника тока, существования постоянного напряжения в цепи, а также определения частоты переменного тока инфразвукового диапазона, эти устройства могут решать вполне успешно. Для таких целей используются электрохимические устройства. Принцип работы этих устройств состоит в том, что протекание постоянного тока приводит к изменению характеристик прибора, главныM образом оптических (раствор резко меняет цвет). Наложение напряжения обратной полярности, если устройство достаточно

10 удачно сконструировано и система обратима, через некоторое время приведет к восстановлению исходного сотояния, Так, известны индикаторы напряжения на основе неорганической йод-йодидной системы и органических

15 систем, изменяющих свою окраску либо с изменением рН раствора, либо при переходе в окисленную или восстановленную форму под действием электрического тока. Такие индикаторы не имеют четкого порога по напряже20 нию, обладают ограниченным числом срабатываний из-за недостаточной обратимости системы и явлений адсорбцпи, чувствительны к свету и, что самое главное, не позволяют длительное время хранить информации из-за диффузии электрохимически активного вещества от электрода вглубь раствора.

Наиболее близтоим техническим решением является электрохимический индикатор, состоящий из двух электродов, помещенных в

30 герметичный корпус, заполненный электроли528512

H g+++2e Hв

Формула изобретения

Составитель Ю. Урусов

Редактор С. Микулицкая Техред М. Семенов !корректор A. Галахова

Заказ 1957 18 Изд.. Й 1580 Тиране 1029 Подиисиос

ЦНИИ11И Государственного комитета СQI3cT3 Министров СССР ио дедам изобрстеииш и открытий

113035, Москва, )I(-35, Раушскав i:àá., д. 4 5

Тииог1)аф!ш, lip. C Bli) ко- а, 2 том на основе «виологено⻠— солей 4,4-д ипиридила с неорганическим анионом и инертными электродами, который обладает четким порогом срабатывания по напряжен1по (О,б—

0,65 В), и может быть многократно использован, благодаря обратимости системы. Недостаткам и указанного индикатора является довольно высокий порог срабатывания по напряжению и малое время хранения информации, ввиду объемного характера электрохимичеокого процесса. Кроме того, данный индикатор основан на достаточно дефицитном соединениями и конструкция его требует разделения приэлектродных объемов рабочего и вспомогательного электродов и наличия проводящей диафрагмы. Время срабатывания данного индикатора при напряжении на 0,2 в превышающем пороговое — 0,5 с, а время хранения информации 5 ч. Кроме того, требуется довольно большое время (до 100 с) для возвращения индикатора в исходное состояние.

Для получения четкого порога срабатывания, увеличения времени хранения информац ии и быстродействия в предлагаемом индикаторе в качестве электролита применена растворимая соль ртути, например азотнокислой, а электроды выполнены из золота или платины. Могут быть использованы позолоченные либо платинированные электроды на любой металлической основе.

Предлагаемый индикатор имеет менее сложную конструкцию по сравнению с описанным выше, ввиду отсутствия проводящей диафрагмы.

Предлагамое устройство позволяет получить четкий порог срабатывания по напряжению (0,22 В), почти мгновенно получить четкое окрашивание (менее чем за 0,15 с), ускорить снятие информации (0,15 с), а также значительно увеличить время хранения информации (до 100 ч).

Индикатор напряжения с большим быстродействием представляет собой герметичную ампулу с двумя электродами, помещенными в раствор электролита, в качестве которого применяют насыщенный (при температуре

10 С) водный раствор соли ртути (например, Hg(NO3) 2). Следует отметить, что если в качестве электролита использовать ртуть азотнокпслую закисную (Hg,(NO,) в, то па выделение 1 г атома металлической ртут 1 пойдет 1 Ф электричества, то есть вдвое меньше, чем при использован1ви ртути азотнокислой окиснои (Hg (NO,) ) . Соответс.пвенно в первом случае быстродействие будет вдвое больше. Электроды выполнены в виде тонкой зо5 лотой или позолоченной пластинки. В случае использования позолоченных или платинированных электродов природа подложки не имеет значения.

Пример 1. Индикатор выполнен на ос10 нове раствора ртути азотнокислой окисной, насыщенного при 10 С с золотыми электродам и.

Электрохимическое восстановлен не на электроде, заряженном отрицательно, от|вечает об15 ратимому присоединению двух электронов с образованием металлической ртути, осаждающейся на золоте с резким изменением цвета последнего от желтого к серебристо-белому.

Реакция, протекающая на отрицательно заря20 женном электроде, имеет вид:

Пример 2. Индикатор выполнен на основе насыщенного раствора ртути азотнокислой окисной, насыщенной при 10 С с серебряными позолоченными электродами. Работа индикатора и изменение окраски электрода заряженного отрицательно, аналопичны, оп исан30 ным в примере 1.

Пример 3. Индикатор выполнен на основе раствора ртути азотнокислой окисной, насыщенного при 10 С с платинированными электродами. При наложении напряжения

35 про исходит изменение окраски электрода, заряженного отрицательно от бархатисто-черной к серебристо-белой. Возвращен 1е данных индикаторов в исходное состояние осущсств "iHется сигналом обратного знатока.

Электрохимический индикатор напряжения. состоящий из двух электродов, помещенных в

45 герметичный корпус, заполненный электролитом, отличающийся тем, 1то, с це|ью получения четкого порога срабатывания, увеличения времени хранения информации и быстродействия, в качестве электролита приме50 нсна растворимая соль ртути, напр имер азотнокислой, а электроды выполнены из „- олота или платины.