Устройство для измерения бароэлектрического эффекта измерительных электродов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БАРОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ИЗМЕРИТЕЛЬНЬЬС ЭЛЕКТРОДОВ, содержащее исследуемый электрод и электрод сравнения, помещенные соответственно в камеры переменного и постоянного давления, сообщенные между собой гидропроводником через мембрану, выполненную из дзета-отрицательного в используемом электролите материала, установленную на выходе камеры переменного давления, отличающ е ес я тем, что, с целью упрощения подготовки устройства к работе в устройство дополнительно введены вторая камера постоянного давления с электродом,.,сообщенная с гидропроводником через вторую мембрану, выпол-. ненную из дзета-отрицательного в используемом электролите материала, причем электрокикетический потенциал этой мембралы, не равен электрокинетическому потенциалу первой мембраны , А усилитель, обща5т точка которого и один из входов соединены с элептродом сравнения, другой вход усилителя подключен ;к дополнительному электроду. Q

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

С 01 Ы 27/30 у Гхж

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 3526360/18-25 (22) 20.12.82 (56) 15.04.84.Бюл. Р 14 (72) N,,М.Богородский (71) Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР (53) 543.253(088.8) (56) !.Авторское свидетельство СССР ,11 69321.3, кл. G 01 11 27/30, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

N 913216, кл. G 01 N 27/26 1980 (прототип), (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

БАРОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ, содержащее исследуемый электрод и электрод сравнения, помещенные соответственно в камеры переменного и постоянного давления, сообщенные между собой гидропровод„„SU„, 1086381 ником через мембрану, выполненную из дзета-отрицательного в исполь" зуемом электролите материала, установленную на выходе камеры переменного давления, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения подготовки устройства к работе в уст3 ройство дополнительно введены вторая камера постоянного давления с электродом;,сообщенная с гидропроводником через вторую мембрану, выполненную из дзета-отрицательного в используемом элсктролите материала, причем злектрокинетический потенциач этой мембраны, не равен электрокинетическому потенциалу первой мембраны, и усилител-, общая тачка которого и один из входов соединены с элек— тродом сравнения, другой вход усилителя подключен .к дополнительному электроду.!

08бЭ81

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно устройствам ячеек для исследования воздействия давления электролита на электрические параметры погруженных в него изделий, например, на собственный потенциал контактного электрода.

Известно устройство для исследования бароэлектрического эффекта измерительных электродов, содержащее исследуемый электрод и электрод сравнения, помещенные соответственно в герметичную и сообщающуюся с ней гибким шлангом негерметичную камеры. В последней электролит имеет свободную поверхность, над которой поддерживается постоянное давление, например атмосферное. Изменение взаимного положения камер по высоте, допускаемое гибким шлангом влечет за собой соответствующее изменение гидростатического давления в камере, содержащей исследуемый электрод, что позволяет измерять абсолютные значения его бароэлектрического эффекта Г11.

Недостатком устройства является ограниченный по частоте диапазон измерений. Кроме того, движение гиб-кого шланга, содержащего электролит, в магнитном лоле Земли приводит к возникновению электродинамических помех.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является уст ройство для исследования бароэлектрического эффекта измерительных электродов в широком диапазоне частот, содержащее исследуемый электрод и электрод сравнения, помещенные соответственно в камеры переменного и постоянного давления, сообщенные между собой гидропроводником через мембранный узел, составленный из двух мембран, выполненных из дзетапротивоположных в исследуемом электролите материалов, либо содержащий одну мембрану, полученную смешением указанных материалов (23

Недостатком устройства является сложность регулировки суммарного электрокинетического качества мембранного узла, осуществляемой путем контролируемого воздействия на гидравлическое сопротивление по крайней мере одной из мембран. Кроме того, все известные материалы с голожительным знаком злектрокинетичес5

25 30

55 кого потенциала в растворах типа морской воды обладают нестабильным во времени значением потенциала, что дополнительно усложняет регулировку и повышает требования к обслуживающему персоналу.

Цель изобретения — упрощение подготовки устройства к работе.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения бароэлектрического эффекта измерительных электродов, содержащее исследуемый электрод и электрод сравнения, помещенные соответственно в камеры переменного и постоянного давления, сообщенные между собой гидропроводником через мембрану, выполненную из дзета-отрицательного в используемом электролите материала, установленную на выходе камеры переменного давления, дополнительно введены вторая камера постоянного давления с электродом, сообщенная с гидропровод

I ником через вторую мембрану, выполненную из дзета-отрицательногo B используемом электролите материала, причем электрокинетический потенциал этой мембраны не равен электрокинетическому потенциалу первой мембраны, и усилитель, общая точка которого и один из входов соединены с электродом сравнения, другой вход усилителя соединен с дополнительным электродом, Область с изменяющимся давлением содержащая исследуемый электрод, отделена от двух областей постоянного давления„ содержащих электрод сравнения и дополнительный электрод, мембранами из материалов с отрицательным знаком и различной величиной электрокинетических потенциалов.

Приложение перепада давлений к мембране, отделяющей электрод сравнения приводит к формированию на ней потенциала фильтрации, пропорционального перепаду давления и значению .ее электрокинетического потенциала, ,Потенциал фильтрации воспринимается электродом сравнения, Тот же перепад давления формирует на мембране дополнительного электрода иное значение потенциала фильтрации вследствие различия электрокинетических потенциалов материалов мембран. Это приводит к появлению между электродом сравнения и дополнительным электродам разности потенциалов, также пропорциональной перепаду давления.

1086381 4 будучи усилена в необходимое число раэ (если надо — реверсирована усилителем) и сложена с потенциалом электрода сравнения, разность потенциалов между электродом сравнения и дополнительным электродом служит для компенсации сдвига потенциала сравнения, вызванного перепадом давления на отделяющей его мембране, При этом потенциал выхода усилителя приобретает независимость от величины давления в камере переменного давления, что позволяет испольэовать его в качестве потенциала сравнения при измерении бароэлектрического эффекта исследуемого электрода.

Регулировку устройства осуществляют с гравитационным источником давления путем подбора, например, с помощью магазина сопротивлений, величи-2О нц эффективного коэффициента усиления, На чертеже показано устройство для измерения бароэлектрического эффекта измерительных электродов, общий вид.

Устройство состоит из камеры пос- >> тоянного давления l,содержащей элект

-род сравнения 2,дополнительной камеры постоянного давления 3, содержащей дополнительный электрод 4, камеры изменяемсгс давления 5, содержащей

$Q исследуемый электрод б, заполненных электролитом 7, образующим в камерах 1 и 3 свободные поверхности, лежащие на общем уровне h l

Камеры l 3 и 5 электрически связаны друг с другом гидропроводником

8, заполненным тем же электролитом, В гидропроводннке на входе в камеры

1 и 3 установлены порошковая мембрана 9, прсницаемая для электролита, выполненная из материала с электрокинетическим потенциалом <О, и порошковая мембрана 10, проницаемая для электсслита выполненная нз материала с электрокинетическим потея" циалом (2, причем j>(, (О. 2 качест. ве материалов мембран могут быть использованы, например, порошки полипропилена и фторопласта -4.

Камера 5 снабжена диафрагмой и приводом 12, обеспечиваюшими изме- 5О нение давления вней в заданных переделах, а также манометром 13. Электрод 2 соединен с нереверсирующим входом (+ ) и общей точкой усилителя

14, электрод 4 через компенсатор 15 55 соединен с реверсирующим входом { — } усилителя 14, между выходом и общей точкой которого в качестве делителя напряжения включен магазин сопротив лений 16. Коэффициент усиления К усилителя 14 допускает регулировку магазином сопротивлений !6, включенньМ как потенциомер. Между выходной клеммой о магазина сопротивлений

16 и общей точкой усилителя 14 формируется выходной сигнал усилителя.

Диапазон регулировки коэффициента усиления В„. содержит значение

Потенциал выходной клеммы 1" магао зина сопротивлений 16 служит опорным потенциаЛом для измерения бароэлектрического эффекта исследуемого электрода б. С помощью гидрспереключателя 17 и патрубка 18 устройство сообщается с гравитационным источником давления.

Гравитационный источник давления состоит нз открытого сосуда 19 содержащего вспсмсгательиый электрод 20, заполненного тем же электролитом 7, образующим свободную поверхность, лежащую на уровне Ь2. Сосуд !9 с помощью гибксгс шланга 21 соединен с патрубком 18 гидрспрсводинка 8 и имеет ноз сжность относи-;; тельного перемещения пс вертикали,,например, с помощ.ю троса 2", проложенного по роли.,ам 23 снабженкого противовесом ?4.

Устройство работает следующим оба. с 1, Па первом ". Tàïå гидропере".пкчателем 1 7 к гидро проводник у 8 под. .слю =.а-ют со"уд 19„уровня 11 „и;"., ü çàBннвают н ксмпенсаторсм 15 компенсируют разность ссбстненных потенциалов (— ) электродов 4 и ? иа

4 2 входе усилителя 14. Уровень 11, фиксируют, измеряют разность потенциа.лов между выходной клеммой магазина сопротивлений 16 и клеммой электрода 20.. рсвень и изменяют с помошью магазина сопротивлений 26 эмпирччески псдб рают эффективный коэффициент усиления К усилителя

14 так, чтобь. разность потенциалов

Yg — 9 не зависела от "t;.".ëñúåííîé к мембранам 9 и 10 разности давлений

Р =уg(11 -- Ь ) где 9 и g — плотность электролита н ускорение силы тяжести.

При параплельнсм paспспсжении мембран 9 и 10 перепац давления Р

1086381

Составитель И.Клешнина

Редактор Л.Веселовская Техред И.Асталош Корректор О.Тигор

Заказ 2237/43 .Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 регулировку с использованием известных методов автоматического регулирования.

Предложенное устройство, как и прототип позволяет вести измерение абсолютных значений бароэлектрического эффекта в широком диапазоне частот. Закрепление электродов в камерах и практическая неподвижность электролитического пути между ними обусловленная высоким гидродинамичес5 ким сопротивлением мембран, гарантируют неизменность параметров электрической цепи и отсутствие электродинамических помех.