Датчик переменных давлений

 

1. ДАТЧИК ПЕРЕМЕННЫХ АВЛЕНИЙ, содержащий заполненные электролитом и соединенные между собой каналом две рабочие камеры, в торцах которых установлены мембраны, считывающие и вспомогательные электроды, установленные соответственно в канале и рабочих камерах, компенсационную камеру и электролизную ячейку, при этом компенсационная камера размещена со стороны одной из мембран, а элек-тролизная ячейка, состоящая из двух инертных электродов, разделенных слоем электролита, установлена в объеме компенсационной камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения независимости расположения датчика в пространстве , компенсационная камера заполне;на водородом, а электроды электролизной ячейки установлены относительно друг друга коаксиально и разделены пористой гидрафильной перегородкой , пропитанной водньм раствором поглотителя кислорода и гидрата окиси щелочного металла,при этом внешний электрод выполнен в виде спиральной сетки. 2. Датчик ПОП.1, от л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве погло-. тителя тсислорода используется 1,2, 3-триоксибензол, а в кач,естве гидрата окиси щелочного металла - 20%-ный водный раствор гидрата окиси калия при следующих соотношениях компонентов, г/л: Гидрат окиси калия 230-240 :о 1,2,3-Триоксибензол 43-48 О Дистиллированная вода Остальное со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСА ЛИК.$0„, 11030

y g G 01 ? 9/18 ц ч < ™, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

9ИЬЯИ0ТР - а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3557333/18-10 (22) 24.02.83 (46) 15.07.84. Бюл. И- 26 (72) В.И.Вертяев, Б.Н.Костенко и В.И.Белойваненко (71) Отделение Всесоюзного научно"исследовательского проектно-конструкторского и технологического института

Ф источников тока в r.Ñåâàñòîïîëå (53) 531.787(088.8) (56) 1. Грузинцев P.M. Химотронные датчики с воздушным подпором.: б. "Приборостроение", Вып.5, Иин. зысш. и сред. спец. образования УССР. <иев, "Техника", 1-973, с. 27.

2. Авторское свидетельство СССР 857758, кл. С 01 L 9/18,.1979 (про- . отип)., 54)(57) 1. ДАТЧИК ПЕРЕМЕННЫХ !

АВЛЕНИЙ, содержащий заполненные электролитом и соединенные между собой каналом две рабочие камеры, в торцах которых установлены мембраны, считывающие и вспомогательные электроды, установленные соответственно в канале и рабочих камерах, компенсационную камеру и электролизную ячейку, при этом компенсационная камера размещена со стороны одной из мембран, а электролизная ячейка, состоящая из двух инертных электродов, разделенных слоем электролита, установлена в объеме компенсационной камеры, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения независимости расположения датчика в пространстве, компенсационная камера заполнена водородом, а электроды электролизной ячейки установлены относительно друг друга коаксиально и разделены пористой гидрафильной перегородкой, пропитанной водным раствором поглотителя кислорода и гидрата окиси щелочного металла,при этом внеш- g ний электрод выполнен в виде спиральной сетки.

2. Датчик по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве погло-. тителя кислорода используется 1,2, д

З-триоксибензол, а в качестве гидрата окиси щелочного металла — 20X-ный водный раствор гидрата окиси калия при следующих соотношениях компонентов, г/л:

Гидрат окиси калия 230-240

1,2,3-Триоксибензол 43-48

Дистиллированная вода Остальное

1103097 2

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для преобразования механических воздействий в электрический сигнал, и может быть использовано при измерени- ях переменных давлений инфранизкой частоты в жидких и газовых средах.

Известен датчик для v.çìåðåíèÿ переменных давлений в жидких и газовых средах, содержащий компенсационную 10 камеру и две рабочие камеры, заполненные электролитом с установленными в них вспомогательными электродами.

Рабочие камеры соединены между собой через капиллярный канал, в котором расположены считывающие электроды.

Рабочие камеры закрыты мембранами, одна из которых соединена с объемом компенсационной камеры. Изменение давления в компенсационной камере 20 обеспечивает изменение нижней граничной частоты измеряемых воздействий (1) .

Однако,данный датчик не обеспечивает регулирование частотных характе- 25 ристик непосредственно в рабочем режиме без их разгерметизации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату явпяется датчик переменных ЗО давлений., содержащий заполненные электролитом две рабочие камеры, в которых установлены вспомогательные электроды. Камеры соединены между собой через канал, в котором размещены считывающие электроды, а торцы камер закрыты упругими мембранами. Кроме того, датчик снабжен компенсационной камерой с установленной в ней электролизной ячейкой, состоящей из двух 4О инертных электродов, разделенных слоем электролита. Объем компенсационной камеры сообщается с объемом электролизной ячейки через специальное отверстие, являющееся жидкостной ло- 4> вушкой (2j .

Изменение частотных характеристик датчика осуществляется пропусканием постоянного тока через электроды электролизной ячейки, что приводит к выделению газовой фазы, а следовательно, к увеличению давления в компенсационной камере.

Недостатком указанного датчика является невысокая надежность его в работе вследствие того, что электролит несмотря на наличие жидкостной ловушки может в виде отдельных капель попасть на поверхность мембраны, что приводит к неуправляемому изменению ее жесткости, а следовательно, к изменению частотных характеристик датчика.

Кроме того, наличие различного по составу газового объема компенсационной камеры не обеспечивает стабильности давления при длительной эксплуатации.

Целью изобретения является повышение надежности работы датчика и обеспечение независимости и расположения датчика в пространстве.

Указанная цель достигается тем, что в датчике переменных давлений, содержащем заполненные электролитом и соединенные между собой каналом две рабочие камеры, в торцах которых . установлены мембраны, считывающие и вспомогательные электрода, установленные соответственно в канале и рабочих камерах, компенсационную камеру и электролизную ячейку, при этом компенсационная камера размещена со стороны одной из мембран, а электролизная ячейка, состоящая из двух инертных электродов, разделенных слоем электролита, установлена в компенсационной камере, последняя заполнена водородом, а электроды электролизной ячейки установлены относительно друг друга коаксиально и разделены пористой гидрофильной перегородкой„ пропитанной водным раствором поглотителя кислорода и гидрата окиси щелочного металла, при этом внешний электрод выполнен в виде спиральной сетки.

При этом в качестве поглотителя кислорода используется 1,2,3-триоксибензол, а в качестве гидрата окиси щелочного металла — 207-ный водный раствор гидрата окиси калия при следующих соотношениях компонентов, г/л:

Гидрат окиси калия 230-240

1,2,3-Триоксибензол 43-48

Дистиллированная вода Остальное

На чертеже схематически представ. — . лен датчик переменных давлений.

Датчик содержит две рабочие камеры

1 и 2, заполненные электролитом и соединенные между собой соединительным каналом 3, считывающие 4 и вспомогательные 5 электроды, компенсаци.онную камеру 6, упругую мембрану 7, ограничивающую камеру 1 от окружающей среды, и мембрану 8, с помощью кото1103

3 рой рабочая камера 2 сообщается с компенсационной камерой 6.

В компенсационной камере 6 установлена электролизная ячейка, выполненная в виде цилиндрической капсулы с полым центральным .электродом 9 и охватывающим его спиральным электродом 10, изолированным от центрального электрода слоем пористого гидрофильного материала 11, например несколькими слоями мягкой капроиовой ткани.

Гидрофильный материал пропитан электролитом на основе 20Х.-ного раствора гидрата окиси калия (КОН) с добавкой 1,2,3-триоксибензола из расче- 15 . та 45 г/л.

Центральный электрод 9 служит анодом электролизной ячейки и,изготовлен из индифферентного к электролиту материала, например никеля с платиниро- 2О ванной рабочей поверхностью.

Спиральный электрод 10, являющийся катодом, выполнен из тонкой никелевой проволоки диаметром 100-250 мкм и намотан с натягом для удержания гидрофильного материала 11 на электроде 9.

Датчик переменных давлений работает следующим образом.

При воздействии на мембрану 7 давления окружающей среды, превышающего давление в компенсационной камере б, возникает переток электролита из рабочей камеры 1 в камеру 2 через соединительный канал 3 и на считывающих электродах 4 появляется сигнал, про35 порциональный измеряемому давлению.

Регулирование частотной характеристики датчика осуществляется путем подачи электрического тока на электроды 9 и 10 электролизной ячейки. При этом в результате действия электри-

097 4 ческого тока электролит, содержащийся в пористом гидрофильном материале

11, разлагается с выделением водорода на электроде 10 и кислорода - на электроде 9.

Находящийся в составе электролита 1,2,3-триоксибензол, будучи сильным восстановителем, связывает выделяющийся на электроде 9 молеку- лярный кислород, предотвращая тем самым поступление его в компенсационную камеру и обратную реакцию с водородом.

Выделение газообразного водорода ведет к повышению давления в компенсационной камере 6 и к соответствующему изменению частотной характеристики датчика.

Таким образом, необходимое изменение частотной характеристики .датчика в сторону увеличения нижней граничной частоты обеспечивается пропусканием через электролизную ячейку контролируемого значения электрического тока в течение заданного наперед промежутка времени.

После установления требуемой.частотной характеристики датчика цепь питания электролизной ячейки отключается.

Конструктивное выполнение электролизной ячейки датчика переменных давлений в виде отдельной цилиндрической капсулы обеспечивает надежное регулирование частотных характеристик датчика в любом его пространственном положении, исключает попадание мимически активного электролита ячейки на упругую мембрану и повышает технологичность конструкции датчика в ,целом.

1103097

Составитель К.Баринов

Редактор Н.Швьщкая Техред А. Бабинец Корректор А.Ференц !

Заказ 4943/30 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4