Водородный электролитический интегратор

 

ВОДОРОДНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ ИНТЕГРАТОР, содержащий герметичный корпус с установленными в нем двумя рабочими электродами, разделенными электролитом, над которыми расположены заполненные водородом камеры, соединенные капиллярным каналом, в котором размещен столбик электролита, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения и надежности в эксплуатации, в него введена заполненная водородом дополнительная камера, содержащая электрод-анод и второй капиллярный канал с размещенным в нем столбиком электролита, при этом электрод-анод гальванически связан с рабочими электродами, а дополнительная камера соединена с камерой рабочего электрода через второй капиллярный канал.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ц

1 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

14 12 11 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3666219/24-10 (22) 24. 11.83 (46) 15.04.85. Бюл. № 14 (72) С., Б. Гуртман (53) 621.317.31 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 375694, кл. Н 01 G9/22,,1973.

2. Гуртман С. Б. Водородные электролитические интегрирующие приборы. — «Приборы и системы управления», № 2, 1975, с. 18. (54) (57) ВОДОРОДНЫЛ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЛ ИНТЕГРАТОР, содержащий герметичный корпус с установленными в нем,.Я0„„1150669 A

4ШН 01 G 922 двумя рабочими электродами, разделенными электролитом, над которыми расположены заполненные водородом камеры, соединенные капиллярным каналом, в котором размещен столбик электролита, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности в эксплуатации, в него введена заполненная водородом дополнительная камера, содержащая элект род-анод и второй капиллярный канал с размещенным в нем столбиком электролита, при этом электрод-анод гальванически связан с рабочими электродами, а дополнительная камера соединена с камерой рабочего электрода через второй капиллярный канал.

1150669

Изобретение относится к электротехнике, в частности к измерительной технике, и может быть использовано в различных областях народного хозяйства в качестве измерителя количества электричества.

Известен водородный электролитический интегратор, в котором реализован способ регулировки внутренней ЭДС, снижение ее до величины близкой к нулю, путем выравнивания содержания примесей в приэлектродных пространствах, за счет переноса водорода из одного приэлектродного объема в другой. Эту операцию проводят пропусканием электрического тока, -совпадающего по направлению с током, вызываемым собственной ЭДС интегратора (1).

Однако из-за несовершенства конструкции за счет неконтролируемого переброса водорода из одного объема в другой в процессе эксплу атации величина ЭДС снова изменяется, что ухудшает метрологические характеристики интегратора.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является водородный интегратор, содержащий герметичный корпус с установлеHHbIMH в нем двумя электродами, между которыми расположена пористая перегородка, заполненная электролитом.

Вокруг каждого электрода размещены водородные камеры, соединенные между собой капиллярным каналом, внутри которого расположен столбик электролита (2).

Однако данный интегратор также не обеспечивает достаточной точности измерения за счет наличия внутренней ЭДС и ее нестабильности при эксплуатации.

Целью изобретения является повышение точности измерения и надежности в эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в водородный элек "ролитический интегратор, содержащий герметичный корпус, с установленными в нем двумя рабочими электродами, разделенными электролитом, над которыми расположены заполненные водородом камеры, соединенные капиллярным каналом, в котором размещен столбик электролита, введена заполненная водородом дополнительная камера, содержащая электрод-анод и второи капиллярныи канал с размещенным и нем столбиком электролита, при этом электрод-анод гальванически связан с рабочими электродами, а дополнительная камера соединена с камерой рабочего электрода через второй капиллярный канал.

На чертеже представлена схема водородного электролитического интегратора.

Интегратор содержит пористую перегородку 1, на поверхности которой расположены рабочие электроды 2 и 3. Электроды соприкасаются с электролитом, пропитываюшим пористую перегородку, и с водородом, заполняющим водородные камеры 4 и 5.

5 !

0 !

55 папиллярный канал, соединяющии .родные камеры, имеет расширения на концах в виде конусов 6 и 7 и содержит столбик электролита 8, являющийся указателем.

Считывание показаний осуществляется по шкале 9. Для сбора неуправляемых примесей, попадающих в интегратор при его изготовлении, установлена дополнительная камера 10, в которой расположен электроданод 11, гальванически связанный с электролитом рабочих электродов, либо через электролит, покрывающий внутренние стенки интегратора за счет смачиваемости материала корпуса, либо через электролит, заполняющий канал 12. Водородный объем

13 дополнительной камеры 10 через второй капиллярный канал 14 соединен с водородной камерой 4 рабочего электрода 2. Б канале 14 содержится столбик лектролитг. разделяющий водородные камер!» э..сктрода анода и рабочего электрода. Выу:i ренний диаметр второго капиллярного канала

14 не превышает внутренний диаме р капиллярного канала, соединяющего вод ро.,:ные пространства рабочих электродов. Все узлы интегратора выполнены из стекла и заполнены электролитом и водородом, а электроды изготовлены из платины.

Водородныи электролитическии интегратор работает следующим образо:4.

При протекании тока через рабочис электроды 2 и 3 на катоде выделяется, а на аноде поглощается водород. В результате давление в катодном приэлектродном объеме, например в водородной камере 5, возрастает, а в анодном — уменьшается и столбик электролита 8 перемещается на длину, пропорциональную количеству электричества, прошедшего через интегратор. Наличие неуправляемых примесей в объеме интегратора приводит к нарушению пропорциональности перемещения столбика 8, т.е. к увеличению погрешности интегратора в процессе эксплуатации. Поэтому после изготавления пропускают ток между электродоманодом 1 и электродом 3, поляризуемый катодно. Выделяемый на электроде 3 водород, проходя через весь объем интегратора, «промывает» водородные камеры 4 и 5. Прорываясь через устье второго капиллярного канала 14 и столбик электролита водород, вместе с захваченными примесями газов, поступает в водородную камеру !3, замещая водород, поглощенный на электродеаноде l l. Гаким образом в водородной камере 13 аккумулируются примеси, попадаемые во внутренний объем интегратора при его изготовлении. Примеси, собранные в водородной камере 13 не могут обратно проникнуть в камеры 4 и 5, так как капиллярный канал 14 закрыт столбиком электроли"à. До начала прохождения тока через электроды 2 и 3 во всех приэлектродных камерах

4, 5 и 13 давления водорода одинаковы (P).

1150669

Составитель Е. Баринов

Редактор М. Товтин Техред И. Верес Корректор О. Тнгор

3aказ 2153 40 Тираж 679 Подшгс н ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Г!роектнаи, 4

При протекании тока давление в камере 4 понижается, а в 5 — повышается (или наоборот — при изменении направления протекания тока) на величину ЬР. Следовательно, движение столбика электролита 8 вызывается разностью давлений водорода, равной 2ЬР

Поскольку при этом давление в камере

13 не изменяется, между камерами 4 и 13 возникает разность ьР. Это может привести к сдвигу столбика электролита в капилляре 14 в сторону устья, но газ не сможет прорваться из камеры 13 в камеру 4.

Для прорыва было бы необходимо вытеснить столбик в устье капилляра 14, превратить столбик электролита в тонкостенную пленку жидкости, поверхность которой в десятки или сотни раз превышает поверхность столбика этой жидкости, и прорвать пленку.

Очевидно, что в таком случае надо преодолевать противодействие сил поверхностного натяжения, которое значительно больше усилий, обеспечивающих перемещение столбика 8 (2!!Р), в то время как на столбик в капилляре 14 действует сила Я. Можно допустить, что через длительное время из-за диффузии через столбик электролита некоторое количество примесей газов все же проникнет в рабочие камеры. Для предупреждения отрицательного эффекта потребителю нужно будет профилактически, -например, раз в три года, пропускать через электроды 3 и 11 ток 1 мА в течение 1 ч.

Использование водородных электролитических интеграторов по данному изобретению позволит упростить очистку водорода для заполнения интеграторов, так как снизит требование к его качеству. Главное же, благодаря устранению собственной ЭДС расширится область применения, снизится порог чувствительности самоход и погрешность, а также исключается возможность появления ЭДС в процессе эксплуатации, что повысит надежность интегратора.

Экономический эффект от внедрения изобретения возникает у потребителя благодаря возможности получения дополнительной информации в метеослужбе в связи с расширением области интегрируеMblx величин, в сторону малых токов.