Диффузионный интегратор механических величин

. ЯИЮФфаеФ ст фузионные еских ве,тельство СССР9/18, 1977 Й ИНТЕГРАТОРсодержащий итом корпус, бщих объема егральную камер катодов, распового канала и ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(7 1) Севастопольский прительный институт(54)(57) ДИФФУЗИОННЬМЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИНзаполненный электролразделенный на два ощелевым каналом, инти две пары анодов иложенные внутри щеле(5) Н 01 С 9/22 С 0 в одном общем объеме и образующиес электролитом две окислительно-восстановительные электрохимическиесистемы, имеющие гальваническую связьмежду собой, при этом катод интегральной камеры вЫполнен пористым,о т л и ч а ю щ.и й с я тем, что,с целью уменьшения погрешности и расширения функциональных возможностейпутем интегрирования механическихвоздействий с нулевой частотой, в немверхняя стенка канала с установленным на ней анодом выполнена подвижнойи соединена с измеряемым объектом,а интегральная камера с установленным в ней анодом размещена вне щелевого канала, причем катод интегральной камеры установлен на нижней неподвижнои стенке щелевого канала,а общие объемы соединены между собгидравлически.Изобретение относится к электро- химическим преобразователям информации, в частности к приборам непосредственного интегрирования механических воздействий и преобразования этого интеграла в электрический сигнал, и может быть использовано в различных областях науки и техники.Известен диффузионный интегратор неэлектрических величин, состоящий Ю из электрохимического преобразователя механической величины в электрический сигнал и диффузионного интегратора электрического сигнала, совмещенных в одном корпусе , 15Недостатком такого интегрирования при непосредственном соединении преобразователя и интегратора является возникновение метрологических погрешностей при согласовании низко омного выхода преобразователя и интегратора для предотвращения временного дрейфа, обусловленного концентрационной ЭДС интегратора.Наиболее близким по технической 25 сущности к изобретению является интегрирующий преобразователь . неэлектрических величин, содержащий заполненный электролитом корпус, разделенный щелевым каналом на два З 0 объема, интегральную камеру и две пары анодов и катодов, расположенные внутри щелевого канала и в одном общем объеме, и образующий с электролитом две окислительно-восстанови- З 5 тельные электрохимические системы, имеющие гальваническую связь между собой, при этом катод интегральной камеры выполнен пористым 2 .Однако в известном преобразователе щ необходимо преобразование механической величины в поток электролита, что сужает перечень измеряемых воздействий. Кроме того, преобразователь не обеспечивает интегрирование механических воздействий с нулевой частотой и имеет погрешность интегрирования, обусловленную концентрационной ЭДС.Цель изобретения - уменьшение погрешности и расширение функциональ.ных возможностей путем интегрирова-. ния механических воздействий с нулевой частотой.Поставленная цель достигается 55 тем, что в диффузионном интеграторе механических величин, содержащем заполненный электролитом корпус, разделенный на два общих объема щелевым каналом, интегральную камеру и две пары анодов и катодов, расположенные внутри щелевого канала и в одном общем объеме и образующие с электролитом две окислительно-восстановитель. ные электрохнмические системы, имеющие гальваническую связь между собой, при этом катод интегральной камеры выполнен пористым, верхняя стенка щелевого канала с установленным на ней анодом выполнена подвижной и соединена с измеряемым объектом, а интегральная камера с установленным в ней анодом размещена вне щелевого канала, причем катод интегральной камеры установлен на нижней неподвижной стенке щелевого канала, а общие объемы соединены между собой гидравлически.На чертеже представлена принципиальная схема диффузионного интегра тора механических величин,Интегратор содержит подвижный элемент 1 с расположенным на нем анодом 2, неподвижный корпус 3 с катодами 4 полного реагирования, которые предотвращают диффузию реагента на пористый измерительный катод 5 интегральной камеры из общего объема электролита б. В неподвижном корпусе 3 расположена интегральная камера 7 с анодом 8. Источники 9 и 10 обеспечивают необходимый режим работы электродов интегратора. Переключатель 11 предназначен для очистки интегральной камеры от реагента и имеет два положения а и о .Интегратор работает следующим образом.В начальный момент времени переключатель 11 устанавливают в положение 6, и он выдерживается в этом положении до уменьшения концентрации реагента й интегральной камере и диффузионном канале практически до нуля,В этом случае ток интегральной камеры стремится к нулю. Интеграторподготовлен к работе, и переключатель 11 устанавливается в положение ОЕсли под действием механической величины в направлении стрелки Мэлемент 1 будет смещен на 6 1 , тоанод 2 перекроет часть площади измерительного катода 5, Так как на поверхности анода 2 концентрация реагента равна концентрации Со общего3объема электролита 6, то реагентс анода 2 диффундирует на пористыйкатод 5 и на нем восстанавливается,т.е. переносится катодом 5 в интегральную камеру 7.5Для улучшения динамических свойствинтегрирования расстояние между подвижным элементом 1 (между анодом 2)и неподвижным корпусом 3 (между катодом 5) выбирается в пределах диффузионного слояЭто условие справедливо и для расстояния между электродами 5 и 8. Тогда количествореагента 4, продиффундировавшегос анода 2 на катод 5, а следовательно, появившегося в интегральнойкамере 7 равноКОС,Е 1мно Югде К - коэффициент преобразованиявнешнего воздействия в изменение площади перекрытия;2 - коэффициент диффузии;- число электронов, участвующих в одноактномобмене;Со - концентрация реагента наповерхности анода 2;щ - ширина измерительного катода 5 интегральной камерьц ЗО" - расстояние между подвижныманодом 2 иизмерительным катодом 5,При этом изменение концентрацииэлектролита Ь С в интегральной камере Зглавно 8 3 где Ч - объем интегральной камеры,а выходной ток 3 интегральной камеры пропорционален интегралу внешнего воздействия2КО 2 58 кСон но8 Ьч Мй,где 5 - площадь катода интегральнойкамеры;- толщина диффузионного слояв интегральной камере (может быть равна высоте междуэлектродами 6 и 8);Со - начальная концентрацияэлектролита интегральной камеры;о - начальный выходной ток интегральной камеры (при Со ).орДлина катода 4 превышает длину анода 2 (в сторону катода 5) в режимепокоя,(отсутствие внешнего воздействия) на 1,5 6 . Это условие необходимо для предотвращения диффузии реагента с электрода 2 на электрод 5.Предлагаемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности интегратора, уменьшить погрешность от концентрационной ЭДС и позволяет интегрировать неэлектрические величины с нулевой граничной часто- той