Способ регистрации механических сигналов

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ

Сеюз Советских еар алнстичеоиа

Рек:.публии (и) 518659 (61}Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.08,74 (23) 2058524/10 с присоединением заявки Ж (5!) М. Кл.

G 01 1 9/18

«веИайатеееый канает

CiNfa Веастрае ССИ в бахаи аа069вткек н еткрнеМ (23) Приоритет . 1 (43) Опубликоваио25.06,76фюллетеиь №2З (53) УДК

5 3 1. 7 87.{ 088.8) (4б) Дата опубликования описания06.07.76 ("4 + OP В. Е. Дмитренко, Б, И. Ильнн, Л. Н. Борисова, Э. А. Еюпьшаков, иаобретеиия

В. A. Ярных, Ю. Н. Осипов и Н. В. Иетькнн (73) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ МЕХАНИЧЕСКИХ СИГНАЛСИ

Изобретение относится к способам измерения давления, ускорения, скорости электрохнмнческнмн устройствами.

Известен способ измерения механических воздействий с помошью двухэлектродной об» к ратнмой окнслнтельно-восстановительной системы.

Однако такой способ не обеспечивает необходимой точности измерения, особенно в нйфранизкочастотной области. сигналов, Ког да протнвоэлектрод располагают выше измерительного электрода вследствие непрерывной генерации .протнвоэлектродом элек троактнвной фазы электролита, например, иода в окнслнтельно-восстановнтельной снс» теме, ноднстый калий с небольшой добавкой иоде, в межэлектродном пространстве воз ннкают естественные кониектнвные потоки.

А вследствие возникновения переменного «р градиента «онцентрации около измеритель ного электрода фоновый ток подвержен нн« франизкочастотным колебаниям. Этн коле банни фонового тока определяют порог. чув;-атвнтельности электрохнмнческнх даччнков.

Предлагаемый способ нзмерення малых механических воздействий позволяет значительно уменьшить колебания фонового тока датчнкв, обусловленные естественно-конвектнвным движением электролит» и тем самым сушественно уменьшить порог чувствнтельн ости.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что чувствительный элемент датчика ориентируют в поле силы тяжести так, чтобы конвективные потоки электролита, вызванные разностью плотностей электроак-. тнвной, например иода, и основной (ноднстый калий) фаз былн максимально уменьшены. Последнее достнгается тем, что алек» труд, у которого концентрнруется более лег"кое вешество, например, иодистый калий в случае йод-Йодндной системы, располагается выше электрода, у которого концентрирует ся более тяжелое вещество, например нод.

Затем систему выдерживают в неизменном положении в течение времени, необходимого для перераспределения концентрация элек троактнвного вещества, после чего компеи.

518659

4 конвективного потока полный поток алектроактивных ионов на измерительный электрод может быть больше либо меньше диф фузионного потока. Это вызывает колебания выходного тока на выходе предварительно сбаллансированной схемы, по вели9 чине которых судят о величине внешнего механического сигнала. Вследствие того, . что более тяжелая составная часть электролита расположена в нижнем отсеке датчика, естественно-конвективные потоки электролита. на измерительный, электрод, раснолагаемый выше противоэлектрода, практически отсутствуют. Вследствие атого сильно снижаются колебания фонового тока, обусловленные естественно-конвективными потоками электролита.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет существенно увеличить отношение полезного сигнала к шуму, основой коа торого является составляющая, обусловлен-, ная естественно-конвективным движением электролиTG, Формула изобретения сируют ток фона и регистрируют переменнук составл пощую тока системы.

На чертеже изображен датчик для реали зации способа.

Иатчик остоит иэ корпуса 1, ограничен ного с торцовых сторон упругими мембрана ми 2 и разделенного на два отсека узким каналом 3, в котором располагается измерительный электрод преобразователя гидроджнамического потока в электрический сигнал, Противоэлектрод 4 располагается ниже измерительного электрода. Отсеки датчика заполнены электролитом, образующим совместно с алектродами преобразователя обратимую окислительно-восстановительную систему.

Рассмотрим работу датчика на примере йод-йодидной системы, При вкшочении источника питания, если измерительный электрод располагается выше противоалектрода электроактивная фаза (йод) перемешается в нижний отсек, а основная (Йодистый калий) приблизительно равномерно располагается в обоих отсеках. Поскольку в верх нем 6тсеке датчика концентрация иода равна нулю, то плотчость электролита в нимЯ ней камере оказывается большей, чем в верхней. Между измерительным электродом и противоэлектродом устанавливается линей ное изменение конценграции йода m нуля

;у катода до исходной уЭанода, что вызыЮ вает диффузионный поток электроактивных ионов иа катод. Процесс перераспределения концентрации алектроактивного вещества в неизменном положении приводит к установлению стационарного значения тока фо» @ на (в зависимости от значений геометрических параметров ячейки это время может изменяться от нескольких часов до нескольких суток). После этого, например, с помощью мосговой схемы проводят компенсацию @ тока фона.

При наличии внешнего механического воздействия на диффузионный поток накладывается дополнительный конвективный поток электроактивных ионов, величина которого

15 определяется внешним механическим воздействием. В зависимости от.направления

Способ регистрации механических сигналов двухэлектродной обратимой окислительно-восстановительной алектрохимической системой, отличающийся тем, 1что, с целью уменьшения порога чувстви.тельности и повышения точносги, электрохимическую систему с двумя электродами ориентируют 8 поле силы тяжести так, чтобы электрод, у которого концентрируется более легкое вещество, располагался выше алектрода, у которого концентрируется более тяжелое вещество, например, для системы йод-йодид с платиновыми алектродами катод располагают выше анода, затем 1 систему выдерживают в неизменном поло» келия в течение времени, необходимого для распределения концентрации электроакl тивного вещества, и после компенсации тока фона регистрируют переменную составляющую тока системы, по величине которой судят об уровне контролируемого механического сигнала.

Составитель И, Орлова

Редактор О. Стенина Техред С, абовда Корректор М. Руснак

Заказ 2126/283 Тираж 1028 Подпис ное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР.по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4