Диффузионный датчик механических сигналов

Диффузионный датчик механических сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Соцмалистическнх

»и 641 31У

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. синд-ву (22) Заявлено 27.12.76(21) 2436620/18-10 (51) М. Кл.

Н 01 С 9/22 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетГэсудэрстьеииьй ааматет

СССР аа делам изобретений н атнрытий

Опублнковано05.01.79.бюллетень Мо 1

Д,ата опублнкования описания 08.01.79 (53) УДК 531.787..91 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

A. И. Желонкин, 10. H. Осипов н Е. Ю. Музалев:: (71) Заявитель (54} ДИФФУЗИОННЫЙ ДАТЧИК МЕХАНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относятся к области прнборостроення, в частности к электрохнмнческнм преобразователям диффузионного тн»а, н может быть использовано для регистрацнн механических сигналов, таких как ускоренне, скорость, перемещение, перепад давлення н др.

Известен электрохнмнческнй преобразователь, содержащий корпус, выполненный нз стекла, электролит н электроды, образующне обратимую окнслнтельно-восстановнтельную систему (11.

Однако, обладая ннертностью к электролнту, стекло пропускает свет, что вызывает разложение электролита типа нод-ноднд. Известно также использование в качестве конструктнвного матернала инертных пластмасс, таких как фторопласт, полнпропнлен, полиэтнлен, пентон н др.

Недостатком этих материалов является хладотекучесть, что приводит к самопронзвольному нзмененню рабочего объема преобразователя н следовательно к нестабнльности его выходных параметров.

11анбо.пее близким по технической сущности является электрохнмнческнй преобразователь механических вел»чин, включающий ограниченный с торцовых сторон упруг»ми элементами н заполненный электродом корпус с токоотводамн, полость которого разделена»а две камеры перегородкой с pacnog ложе»ными в ней каналамн, содержащими электроды, образующие с электролитом об-. ратнмую окнслнтельно-восстановительную систему (2(, Недостаток его заключается в том, что ноднстый калий разлагается под действием света в связн с чем к конструктнвным материалам н герметнзацнн предъявляются жесткие требовання. Кроме того, данной конструкцнн»еобходнма тщательная герметнза

Целью нзобрете»ня является повышение

»адежностн.

Поставле(шая цель достигается тем, -Гго в диффузионном датчике механических сигналбВ K01)»vc Вь по lн "и 9 Виде ООРЯ(цен!(ь(. (Од(fн к дру Гому дОннh(ми ст(".и к()м и 1! B.let(Tp»

ЧЕСКИ f130."(H()ol)Bff(lhe(OMAH(! ОТ Д )УГОГО Стг(КЗФ нов из токопроводяи(его матср((яла, поверхност(i стенок котооых покрыты Оксидиых(i1сэле!(т ПопpoBO i!!ь!М СЛОСI)i ((()и эт0: В КЗИ(>(оkf донной стенкс в(иголнспы отверстия, по»сриферии которых номе(цены электроды, электрически соедннешп(е с соответству(ощп.", .j< стаканами, 3 токоотводы подсоединены к наружным Г(оверхностям стаканов.

На чертеже предстаьлена I;0(fcrpyi((llfH диффузионного датчика мсха(щческих с Ггналов.

Датчик содержит корпус, выпол(!енный в виде двух обрац(енных один к другому донными стенкаь.и 1 c!аканов . Корпус закрыт с тОрцовых сторон упру Гими элементами, напримср jveìÎpBffBMH 3, выпблпспными, В if!cT- у ности, из (((атерпала корпуса (например, титана). Полости стаканов 1 заполнены электролитом 4, В качестве которо(о используют иод-иодид. В стенках 1 стаканов 2 выполнены Отве,)стня 5 H б Образу!0(цие KBH3JI для

nepeTeK3føÿ электролита из одной полости в другую, при этом сами стенки 1 представляют собой перегородку, разделяющую корпус датчика !13 две f!OJ(OCTfI (стаканы) . CTBKB

Hbl 2 ВЫ tOJlf(e»hl из H»eрз<ого TOKOPpOBOJIHщего материала, в качестве которого исполь- 30 зуют титан Упругие эл менты 3 так;ке м0ГУТ ОЫТЬ ВЫГ(ОЛI!ЕНЫ ИЗ ТИТЯНЯ, (j)TOIH(3 jj(×УКЯ, бутилкаучука. Внутренние сТСНКН стаканов покрыты неэлсктропроводным слоем, а именно оксндиру(отся до двуокиси титана, являющейся иеэлектропроводной. Толшина оксидного слоя составлял несколько микрометров. 8 частном случае, когда упругие элементы 3 датчика также Выполнены из титаН3, TO OKCffJ(i(pof)3ffHIO ПОДВ рГается ТЯКЖС и внутренняя (обращенная и электролиту) поверхность элемента 3. Для обеспечения работы достаточно оксидировать внутренние стенки стаканов 2, т.е. места соприкосновения с электролитом и друг с другом, однако, ВОзможно ОксидиpoBBk! Iie и Всей пОверхности (наружной il внутрен((ей) стаканов 2 и элементов 3. Полное оксидировянне предотвращает возможность замыкания стаканов (являющихся токоотводами) через наружные повер".íîñòè. .По периферии отверстий 5 и 6, выполпе(гиых в донных стенках стаканов, 2 помещены электроды, например, в ниде слоя металла платиновой группы, толщиной порядка 0,2-:-0,5 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-:-О,5 мм представляют собой измсp»тi. ëьный элекTpод (к3 ГОд), 3 Отf)срсTия большего диаметра, например 6, порядка

2-:. 1 мм, являк)тся I(poTHÂOBëeKTpoäoì (BHo дом). Токоотводы 7 подсоедщ(ены к»аружиым поверх»остям стаканов 2. Стаканы 2 соединяются один с другим, например, путем сварки, осугцествт(яе(!Ой при условиях, обеспечивающих сохранение изоляцио(шых

CI3OHCT() OKCH Q(fOI 0 CJ1OH, 3 3 3 3 Jt bll0B K!(JI H60

»еэлектропроводного компаунда.

Датчик работает следующим образом.

При воздсйствнн механического сигнала, например давления, мембраны прогибаются и создают через измерительный канал преобразователя поток электроактивиых ионов, который затем преобразуется в пропорциональный внешнему воздействи(о электрический сигнал. Выходным сигналом датчика является напряжение, снимаемое с нагрузочного сопротивления. Надежность работы датчика обеспечивается его надежной герметичностью, B ocHGHHQM связанной с отсутствием токовыводов, проходящих через корпус, а также с наличием (не явля!ощегося хладотекучим) металлического корпуса, обеспечивающего постоянство внутреннего и внешнего объемов датчика. Кроме того, датчик не содержит резиновых изделий (прокладок для герметизации), соприкасающихся с электролитом. Резиновые изделия выделяют значительное количество загрязняющих электро- лит веществ (гелей), которые засоря(от измсрительньш канал датчика.

Такие условия обеспечивают сохранение в течение длительного времени (порядка трипять лет) исходного количества электролита, а также исходного состава электролита в объеме датчика, а следовательно, обеспечива(от постоянство характеристик датчика в течение ука»BH(foro срока функционирования.

Таким образом, срок службы предлагаемого датчика увеличивается в 3 —:5 раз. Тако выполнение диффузионного датчика меХЯНИЧЕСКИХ СИГНЯЛОВ ПОЗВОЛЯЕТ СОЗДЯТЬ Надежные н стабильные измерительные преобразоватслн механических величин, состоящие из неразъемиых соединений, деталей, что значительно повысит эксплуатационные возможности их применения в народном хозяйстве, а также расширит номенклатуру выпускаемых промышленностью датчиков.

Фор ((ула изобретения

Диффузионный датчик механических сигналов, включающий ограниченный с торцовых сторон упругими элементами и заполненный электролитом корпус с токоотводами, полость которого разделена НЯ две камеры перегородкой с расположенными в «ей каналами, содержащими электроды, образующие с электролитом обратимую окислительио-восстановительную систему, отличан) и(аа641517

Составитель Н. Швыркова

Редактор О. Филиппова Техред О. Луговая Корректор А. Гриценко

Заказ 7526/48 Тираж 923 Подписное

UHHHflH (осударствеииого комитета СССР по делам изОбретеиив и открыт ай

l 13035, Москва, Ж-З5, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал HHll йатекть, г. Укгород, ул. Проектяая. 4 ся тем, что, с целью повышения надежности, корпус выполнен в виде обращенных один к другому донными стенками и электрически изолированных друг от друга стаканов из токопроводя щего 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 нх наружным поверхностям.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3307084, кл, 31? — 230, 1967.

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