Диффузионный датчик механических сигналов

(22) Заявлено 27с прнсоеднненн т) М. Кл Н 01 С 9/2 ГэсяРРстьеииэй Ваматет СССР аа делам изобретений н атнрытий23) Приорит Опублвков Дата опуб) ДИФФУЗИОННЫЙ ДАТЧИК МЕХАНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ включаюторон упру.электродом оторого разон с расподержащими олнтом об-. овнтельную Изобретение относятся к области прнборостроення, в частности к электрохнмнческнм преобразователям диффузионного тнна, и может быть использовано для регистрация механических сигналов, таких как ускоренне, скорость, перемещение, перепад давления н др.Известен электрохнмнческнй преобразователь, содержащий корпус, выполненный нз стекла, электролит н электроды, образующне обратимую окнслнтельно-восстановктельную систему 11.Однако, обладая ннертностью к электролиту, стекло пропускает свет, что вызывает разложение электролита типа нод-нодид, Известно также использование в качестве конструктивного материала инертных пластмасс, таких как фторопласт, полнпропнлен, полиэтилен, пентон н др.Недостатком этих материалов является хладотекучесть, что приводит к самопронз. вольному нзмененню рабочего объема преобразователя н следовательно к нестабнльности его выходных параметров.Наиболее близким по технической сущности является электрохнмнческнй преобразователь механических велнчнн щпй ограниченный с торцовых с гимн элементамн н заполненный корпус с токоотводамн, полость к делена на две камеры перегородк ложеннымн в ней каналамн, со электроды, образующне с электр ратнмую окнслнтельно-восстан систему 2,Недостаток его заключается в том, чтоноднстый калий разлагается под действием света в связн с чем к конструктнвным материалам и герметнзацнн предъявляются жесткие требовання. Кроме того, данной конструкция необходима тщательная герметнза.15 ция места выводов токоотводов через стенкн корпуса. Недостаточная герметизация данного устройства, связанная с особенностями конструктивных матерналов корпуса (хладотекучесть), а также с наличием токовыводов через стенки корпуса, существенно уменьшает надежность работы преобразователей, а следовательно, и срок службы.Целью изобретения является повышениеналежностн.Поставлецная цель достигается тем Гго в Дец 1)о)узцоцном Датчике мехдцических сигналов корпус выполцен в виде обрд 1 енных один к другому лоциь)ми стеикями и электрц- ЧЕСКИ ИЗОЛЦООВЯЦЦЫХ ОДНЦ ОТ Д)УГОГО СТЕ)КЯФнов из токопроводцего ма е сри для, повер хности стенок которых покрыты Оксилцым ноэле)сгпопровочцым ело)см пи этг)х 1 в кдж)1 оц донной стецкс выцолцс 11 ы от 1)ерлия, цосриферии которых Номецепы электроды, электрически соедццешгые с соответстну)ощп.",.и стдкдцамц, я токоотводы подсосе 1 нцецы к Наружным Г)оверхцостям стаканов.На чертеже предстдьлеця йоцструкцця диффузцоцОГО датчика мехацических сигналов.Датчик содержит корпус, выполцеццын в ВИДЕ ДВЪХ О)1)ДЕЦЕН 11 ЫХ ОДИН К ДРУГОМУ ДОН- ными степка;:и 1 стякяноц . Коргус 311 крыт с торцовых сторон упруГики элемецтдми, ця. примср мсмбрдндми 3, БыпОлцецным)1, В чЕ)ст- у ности, из матерцяла корпуса (Например, титана). Полости стякацов 1 заполцены электролитом 4, в качестве котороГО используют иод-иоднд. В стенках 1 стакяцов 2 выполнены Отверстц 51 5 и б, Образу)0 Цце канал дл 51 перетекацця электролита из одной полости в другую, цри этом сами стенки 1 представляют собой перегородку, разделяющую корпус дятче)кя 11 я две полости (стдкдцы). Стдкяцы 2 ВЫПОЛ 1 гены из и 1 гертного токопроводящего материала, в качестве которого исполь- зО зу 10 т титан. УпруГие элементы 3 также моГут бьЕть Выполцецы из тцтянд, фтокаучука, бутилкдучукд. Внутренние степки стаканов покрыты неэлсктропроводным слоем, а цмепцо оксидируются до двуокиси титдид, являющейся цеэлектропроводной. Толшцца оксидцого слоя составляет несколько микрометров. В частном случае, когда упругие элемецты 3 датчика также Выполцены из титаНа, ТО ОКСЦДИРОВЯЦИК) ПОДВ РГЯЕТСЯ ТДКЖЕ и внутреццяя (обращеццая и электролиту) поверхность элемента 3, Для обеспечения работы достаточно оксидировдть вцутреццие степки стакяцов 2, т.е, места соприкосновения с электролитом и друг с другом, одцяко, Возможно Оксидирование и Всей поверхности (царужцой и виутрецней) стякацов 2 и элемецтов 3. Полное оксидирование предотвря 1 цяет возможцость замыкания стаканов (являющихся токоотводямн) через цдружиые поверхности. По периферии отверстий 5 и 6, выполце)гиых в доцных степках стакацов, 2 помещеиы электролы, например, в ниде слоя металла плдтциовой группы, толщиной порядка 0,2-:-0,5 мкм, которые имеют электрический контакт с соответствующим стаканом. Таким образом, каждое из отверстий 5 и б с цаиесеицым слоем металла платиновой группы представляет собой электрод (катод или анод) датчика. При этом отверстия с меньшим диаметром, ияпример 5, порядка 0,1-:-О,5 мм представляк)т собой изме 1)ительныЙ электрод (катод), я Отверстия большего диаметра, например 6, порядка 2:. 1 мм, являются противоэлектролом (диодом). Токоотводы 7 цодсоедииецы к Наружным Поверхостям стаканов 2, Стаканы 2 соединяются один с другим, например, путем сварки, осуществляемой прн условиях, обеспечивающих сохранение изоляциоццых свойств оксидцоГО слоя, зявяльцовкц либо неэлектропроводцого компауида.Датчик работает следующим образом, Прц воздействии мехацического сигнала, Например давления, мембрацы прогибаются и создают через измерительный канал преобразователя поток электроактивцых ионов, который затем преобразуется в пропорциоиальцый внешцему воздействи 1 о электрический сигнал, Выходным сигналом датчика является цапряжецце, сиимаемое с нагрузочцого сопротивления, Надежность работы Латчика обеспечивается его надежной герметичиос. тыо, В осеОцном связанцой с отсутствием токовыеодов, проходящих через корпус, а также с наличием (не явлгцощегося хлддотекучим) металлического корпуса, обеспечивающего постоянство Внутреннего и внешнего объемов датчика. Кроме того, датчик це содержит резицовых изделий (прокладок для герметизации), соприкасаю 1 цихся с электролитом. Резицовые изделия выделяют значительцое количество загрязцяющих электро- лит вец)еств (гелей), которые засоряют из. мерительцьш канал датчика.Такие условия обеспечивают сохраиеиие в течение длительного времеии (порядка трипять лет) исходного количества электролита, я также исходцого состава электролита в объеме датчика, а следовательно, обеспечи. вд 1 от постояцство характеристик датчика в течецце укязяицого срока функционировяиия.Таким образом, срок службы предлагаемого датчика увеличивается в 3 - :5 раз. Такое Выполцение диффузионного датчика ме- ХЯИИЧЕСКИХ СИГНЗЛОВ ПОЗВОЛЯЕТ СОЗДДТЬ Надежные и стабильные измерительные преобрдзовятсли механических величии, состоящие из неразъемиых соедицеций, деталей, что з)гячительцо повысит эксплуатационные возможцосги их применеция в Народном хозяйстве, а также расширит цомеиклдтуру Вьпускаемых промышленностью датчиков.Форщла изобретенияДиффузцоииый датчик механических сигиалов, включающий ограниченный с торцовых стороц упругими элемецтами и заполненный электролитом корпус с токоотводами, полость которого разделена ня две камеры перегородкой с расположенными в цей каиалями, содержащими электроды, образующие с электролитом обратимую окислительцо-Восстановительную систему, отлича)ощаа. Луговая оваКорректор А ГонцекоПодписное едактор О филиппоаказ 7526/48О НИИ го комитета т",с.(,Реиий и открытий Раушская иаб д Укгород, ул. Ярое ся тем, что, с целью повнщения надежности, корпус выполнен в виде обращенных один к другому донными стенками и электрически изолированных друг от друга стаканов из токопроводя щего материала, поверхности стенок которых покрыты оксидным неолектропроводным слоем, причем в каждой донной стенке выполнены отверстия, по периферии которых размещены электроды, электрически Составит ва Техред О Тираж 2 1 И Государствеиио по делам цзОоре3035, Москва, Ж-З 5. илиал ППН Патеить, г.соединенные с соответствующими стаканами, а токоотводы подсоединены к нх наружным поверхностям.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США3307084, кл, 3 - 230, 1967.2. Авторское свидетельство СССР353289, кл. . О б 9/22, 970.