Электрохимический индикатор напряжения

" г и) 528 И 2 Союз Советских Социалистических Республиккн Л гсоединением за с Государственный комитет Совета Министров СССРДата опубликования описания 03.09.76(54) ЭЛ Е КТРОХ ИМИ Ч Е Изобретение относится к области измерительной техники, автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для построения электрохимических визуальных индикаторов напряжения, а также ячеек памяти с регулируемым временем хранения информации,Сложные системы с большим объемом памяти широко используются в технике, в частности для ЭВМ, Однако существует необходимость также в устройствах с емкостью памяти всего в один бит, например, для обнаружения единичных всплесков напряжения или протекания других одноразовых процессов. В этом случае с успехом могут быть применены дешевые устройства, если исследуемое явление предварительно преобразовать в электрический сигнал. Эти же устройства могут быть применены как индикаторы напряжения.Традиционным прибором, обнаруживающим электрический сигнал, является гальванометр. Однако в ряде случаев могут понадобиться устройства более вибростойкие, более устойчивые к перетрузкам, значительно более дешевые и компактные, чем гальванометр.Причем ряд задач, например связанных с определением полярности источника тока, существования постоянного напряжения в цепи, а также определения частоты переменного то. 1 И ИД И КАТОР НА ПРЯЖЕ И ка инфразвукового диапазона, эти устроиства могут решать вполне успешно. Для таких целей используются электрохимическпе устройства. Принцип работы этих устройств состоит в том, что протекание постоянного тока приводит к изменению характеристик прибора, главным образом оптических (раствор резко меняет цвет). Наложение напряжения обратной полярности, если устройство достаточно О удачно сконструировано и система обратима,через некоторое время приведет к восстановлению исходного сотояния, Так, известны индикаторы напряжения на основе неорганической йод-йодидной системы и органических 5 систем, изменяющих свою окраску либо с изменением рН раствора, либо при переходе в окисленную или восстановленную форму под действием электрического тока. Такие индикаторы не имеют четкого порога по напряже- О нию, обладают ограниченным числом срабатываний из-за недостаточной обратимости системы и явлений адсорбцпи, чувствительны к свету и, что самое главное, не позволяют длительное время хранить информации из-за 5 диффузии электрохимически активного вещества от электрода вглубь раствора.Наиболее близтоим техническим решениемявляется электрохимический индикатор, состоящий из двух электродов, помещенных в О герметичный корпус, заполненный электроли.528512 Н д 2 е - Нв Формула изобретения Составитель Ю. УрусовРедактор С. Микулицкая Техред М. Семенов 1(орректор А. Галахова Заказ 1957 18 Изд. Ле 1580 Тправс 1029 1 Тодписиос ЦгтИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио дедам пзобрстеипш и открытий 113035, Москва, )1(.35, Рахшскап паб., д, 4 5Типографии, пр. Сапу попа, 2 том на основе виологенов - солей 4,4-дипиридила с неорганическим анионом и инертн 1 мми электродами, который обладает четким порогом срабатывания по напряжен 1 по (О,б - 0,65 В), и может быть многократно использован, благодаря обратимости системы. Недостатками указанного индикатора является довольно высокий порог срабатывания по напряжению и малое время хранения информации, ввиду объемного характера электрохимичеокого процесса. Кроме того, данный индикатор основан на достаточно дефицитном соединениями и конструкция его требует разделения приэлектродных объемов рабочего и вспомогательного электродов и наличия проводящей диафрагмы. Время срабатывания данного индикатора при напряжении на 0,2 в превышающем пороговое - 0,5 с, а время хранения информации 5 ч. Кроме того, требуется довольно большое время (до 100 с) для возвращения индикатора в исходное состояние.Для получения четкого порога срабатывания, увеличения времени хранения информации и быстродействия в предлагаемом индикаторе в качестве электролита применена растворимая соль ртути, например азотнокислой, а электроды выполнены из золота или платины. Могут быть использованы позолоченные либо платинированные электроды на любой металлической основе.Предлагаемый индикатор имеет менее сложную конструкцию по сравнению с описанным выше, ввиду отсутствия проводящей диафрагмы,Предлагамое устройство позволяет получить четкий порог срабатывания по напряжению (0,22 В), почти мгновенно получить четкое окрашивание (менее чем за 0,15 с), ускорить снятие информации 10,15 с), а также значительно увеличить время хранения информации (до 100 ч).Индикатор напряжения с большим быстродействием представляет собой герметичную ампулу с двумя электродами, помещенными в раствор электролита, в качестве которого применяют насыщенный (при температуре 10 С) водный раствор соли ртути (папример, Но(МОз)в). Следует отметить, что если в качестве электролита использовать ртуть азотнокпслую закисную 1 Но,(ХОз)в, то па выделение 1 г атома металлической ртут 1 пойдет 1 Ф электричества, то есть вдвое меньше,чем при использован 1 ви ртути азотнокислой окиснои (Нд(ХОз),). Соответспвенно в первом случае быстродействие будет вдвое больше. Электроды выполнены в виде тонкой зо лотой или позолоченной пластинки. В случаеиспользования позолоченных или платинированных электродов природа подложки не имеет значения.П р и м е р 1. Индикатор выполнен на ос нове раствора ртути азотнокислой окисной,насыщенного при 10 С с золотыми электродами.Электрохимическое восстановленне на электроде, заряженном отрицательно, отвечает об 1 о РатимомУ пРисоеДИнению двтх электРонов собразованием металлической ртути, осаждаю- щейся на золоте с резким изменением цвета последнего от желтого к серебристо-белому.Реакция, протекающая на отрицательно заря женном электроде, имеет вид: П р и м е р 2. Индикатор выполнен на осно ве насыщенного раствора ртути азотнокислойокисной, насыщенной при 10 С с серебряными позолоченными электродами. Работа индикатора и изменение окраски электрода заряженного отрицательно, аналопичны, описан ным в примере 1.П р и м е р 3. Индикатор выполнен на основе раствора ртути азотнокислой окисной, насыщенного при 10 С с платинированными электродами. При наложении напряжения 35 происходит изменение окраски электрода, заряженного отрицательно от бархатисто-черной к серебристо-белой, Возвращение данных индикаторов в исходное состояние осущсствляется сигналом обратного знатока.40 Электрохимический индикатор напряжения.состоящий из двух электродов, помещенных в 45 герметичный корпус, заполненный электролитом, отличающийся тем, по, с целью получения четкого порога срабатывания, увеличения времени хранения информации и быстродействия, в качестве электролита приме.50 нсна растворимая соль ртути, например азотнокислой, а электроды выполнены из золота или платины,