Ртутный преобразователь

Ртутный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Ресяубпии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву(5! )М. Кл. (22) Заявлено 02. 10. 81 (2! ) 3344209/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приорнтет—

Н 01 9/22

Гесударстивхых кеээктет

СССР (53) УДК621. 35 (088. 8) le аелам хэвбретеккй и втхрытий

Опубликовано 23.02.83 Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 23. 0Р. т

"Р I с ,ь *. -" Л У!-,. „

И.П. Ермаков и И. Г. Щигоре -, : - -,„ / 4 3 ,. с с (Научно-производственное объединение "Квант" (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) РТУТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к приборостроению, в частности к ртутным капиллярным электрохимическим преобразователям, которые являются основными элементами при построении различных

5 устроиств: счетчиков времени, счетчиков ампер-часов, реле времени и др.

Известен ртутный преобразователь, содержащий стеклянный капилляр, заполненный двумя столбиками ртути, разделенными электролитом, по концам капилляра введены в ртуть и загерметизированы токовыводы (1 ).

Работа преобразователя основана на анодном растворении и катодном осаждении ртути и связанном с этим перемещением капли электролита в сторону анода пропорционально времени протекания постоянного тока. Количество циклов работы преобразователя при мно-го гократном его использовании (реверсировании) регистрируЕтся оператором путем записи количества выполненных счетчиком циклов работы (полного про" хождения индикатором отсчета всей длины измерительной шкалы).

Недостатком этого преобразователя является неспособность его самостоятельно регистрировать количество циклов работы.

Известен ртутный преобразователь, содержащий на концах расширения, что обеспечивает получение электрического сигнала по окончании процесса измере:ния времени. Счетчик работает в цик."лическом режиме. Количество циклов работы регистрируется с помощью специальных устройств, использующих электрический сигнал счетчика в конце цикла (2).

Недостатком известного технического решения является неспособность счетчика самостоятельно регистрировать количество выполненных циклов работы, необходимость использования для этих целей крупногабаритных и энергоемких дополнительных устройств.

3 9991

Известен ртутный преобразователь, содержащий ампулу из прозрачного стекла, заполненную электролитом, внутри которой помещен ртутный кулометр, по концам которого имеется отверстия, проницаемые для электролита и непро« ницаемые для ртути. Индикатором отсчета служит твердое тело, помещенное между столбиками ртути (шерромагнит), позволяющее осуществлять как виэуаль- 0 ное, так и индуктивное считывание. Количество циклов работы преобразователя регистрируется с помощью специального устройства, содержащего катушку индуктивности (3).

3$

Недостатком известного технического решения является ложность уст;.ойства, регистрирующего количество выполненных циклов работы счетчика.

Наиболее близким по те> чической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является ртутный преобразователь, содержащий размещенные в капиллярном корпусе и разделенные .2$ электролитом ртутны8 электроды с контактными вводами у торцов капилляра, трубку и узел соединения трубки с капилляром. Трубка выполнена из эластичного материала, заполненного ртутью З0 и пережата роликами, которые соединены с механическим приводом. Возвращео ние индикатора отсчета (капли электролита) в исходное положение после окончания процесса интегрирования осуществляется. с помощью механического привода, который с помощью роликов передавливает ртуть в эластичной трубке. Количество циклов работы счетчика регистрируется оператором (4 ).

Недостатком известного технического решения является неспособность преобразователя самостоятельно регистрировать количество выполненных циклов

45 работы беэ использования специальных устройств.

Цель изобретения - расширение пре- делов измерения.

Указанная цель достигается тем, что трубка заполнена двумя столбика50 ми электролита, разделенными газом.

При этом узел соединения трубки с капилляром выполнен в виде пористой перегородки, либо в виде узкой щели между токовыводом и стенкой капилляра, либо в месте соединения с капилляром трубка выполнена с сужающимися концами, 19 4

На фиг. 1 представлен ртутный преобразователь с узлом соед;.нения трубки с капилляром в виде узкой щели между токовыводом и стенкой капилляра; на фиг. 2 — преобразователь, в .котором трубка в месте соединения с капилляром выполнена с сужающимися концами.

Ртутный преобразователь содержит стеклянный капилляр 1, заполненный двумя столбиками 2 и 3 ртути, разделенными электролитом 4. Концы капилляра содержат токовыводы 5 и 6 и соединены между собой капиллярной трубкой 7, заполненной двумя столбиками

8 и 9 электролита, разделенными столбиком 10 газа или иного вещества (ртути, силиконового масла). Входные отверстия 11 и 12 соединительной трубки проницаемы для электролита и непроницаемы для ртути, так как выполнены в виде узкой щели между токовыводами и стенками капилляра (фиг. 1), одного (фиг. 2) или нескольких капиллярных отверстий, выполненных в стенке капилляра, сетки, пористой перегородки. Шкала 13 используется для осуществления непрерывного считывания информации, а шкала 14 — для считывания количества выполненных циклов работы преобразователя.

При пропускании постоянного тока через преобразователь столбик 3 ртути укорачивается, а столбик 2 - удлиняется, в результате чего междуэлектродный промежуток 4 (капля электролита) перемещается вниз в сторону анода (токовывод 5). При достижении междуэлектродным промежутком 4 отверстия

12 столбик 2 ртути под действием силы тяжести отрывается от токовывода

6, выжимает электролит иэ междуэлектродного промежутка через отверстие 12 в трубку 7 и соединяется с токовыводом 5. Одновременно, за счет перетекания электролита в трубке 7, между токовыводом 6 и столбиком ртути образуется новый междуэлектродный промежуток, а газовый столбик 10 переместится вверх по трубке 7 на расстояние, которое можно определить с помощью выражения: с ст где Ь1 - расстояние, на которое переместится столбик газа в момент возвращения индикатора

S - 9991 отсчета преобразователя в исходное положение, см;

d„ - диаметр капиллярной трубки ртутного кулометра 1, см;

d - диаметр соединительной трубсъ ки 7, см;

1 - длина междуэлектродного про1чп межутка 4, см.

Таким образом, после окончания каждого цикла интегрирования (в момент перескока электролита в начало измерительной шкалы) столбик газа перемещается на расстояние 4 1, соответствующее.одному делению шкалы 14.

Самостоятельная регистрация прибо- 1э ром числа выполненных циклов возможна только при работе его в вертикальном или наклонном положении. Критический угол наклона Д„, при котором прибор теряет способность регистрировать ко- Эв личество выполненных циклов, можно

r .рассчитывать иэ условия равенства сил, действующих на столбик ртути в момент отрыва его от амальгамированного -токовывода, - силы веса ртутного столбика, находящегося в электролите Юдк .

Р=-----1 (о- 0 )cosJ.и силы поверхностного натяжения, удерживающий столбик ртути после растворения ртути, закры- 30 вающей входное отверстие 12 соединительной трубки, 4й а т соьА

Як (р-p„)K

I где о ., о(К - фактический и критический углы между продольной осью капилляра и направлением действия силы тяжести;

d — диаметр капиллярной трубк ки ртутного кулометра, см;

d - диаметр амальгаммировант 43 ного токовывода, см;

Д р - плотность ртути и электролита соответственно, г/см;

5 - коэффициент поверхностного .натяжения амальгаммы (или ртути), дин/см;

1 - суммарная длина обоих столбиков ртути, см.

При угле с(о(р преобразователь функционирует как обычный (одноцикли- ческий) - после полного растворения анодного столбика ртути ток в преобразователе прекращается и дальнейше19 4 го пер меш1 сия индикатора отсчета не происходит.

Работа преобразователя после прохождения индикатором отсчета числа циклов работы всей шкалы автоматически прекращается вследствие бююкировки токовыводов веществом индикатора отсчета. Для возобновления работы пре- ° обраэователя необходимо перевернуть его в вертикальной плоскости на 180 изменить на обратную полярность подключения токовыводов к источнику питания и принять обратную градуировку на обеих шкалах. Таким образом, преобразователь может быть использован неограниченное число раз.

Воэможность регистрации счетчиком количества циклов работы позволяет увеличить предел измерения времени прибора при той же точности.

Таким образом, заполнение соединительной трубки, входные отверстия которой проницаемы для электролита и непроницаемы для ртути, двумя столбиками электролита, разделенных столбиком газа, выполняющим роль индикатора отсчета Количества циклов работы преобразователя, позволяет счетчику самостоятельно регистрировать количество циклов без внешних дополнительных устройств. Предложение расширяет область использования преобразователя, сокращает эксплуатационные расходы, исключает необходимость использования специальных устройств для считывания количества циклов работы счетчика. формула изобретения

1. Ртутный преобразователь, содержащий размещенные в капиллярном Корпусе и разделенные электролитом ртутные электроды с контактными вводами у торцов капилляра, трубку и узел соединения трубки с капилляром, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения пределов измерения, трубка заполнена двумя столбиками электролита, разделенными газом.

2. Преобразователь по п.-l, о тл и ч а ю шийся тем, что узел соединения трубки с капилляром выполнен в виде пористой перегородки.

3. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а е шийся тем, что узел соединения трубки с капилляром выполнен

9991 фиа1

Составитель И, Полунина

Редактор А. Козориз Техред К.Мыцьо Корректор И. Шулла

Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1167/75

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4 в виде узкой щели между токовыводом и стенкой капилляра.

4. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что в месте соединения с капилляром трубка выпол- 5 нена с сужающимися концами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l9 8

1. Патент США Н 3045178, кл. 324-68, опублик. 1962.

2. Патент США У 3628143, кл. 324-94, опублик. 1971.

3. Авторское свидетельство СССР и 292674, кл. H 01 G 9/22, 1980.

4. Патент США 3493860, кл. 324-94, опублик. 1970 (прототип).