Электрохимический преобразователь

Союз Советских Соцналистнческих Республик(5)М. Кп.2 с присоединением заявки Й 9 Н 01 6 9/22 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к областиэлектрохимических преобразователейэлектрических и неэлектрических величин5Известны электрохимнческие преобразователи, содержащие объем с размещенными в нем считывающим общим ивходными электродами, заполненныйэлектролитом, образующим совместно с электродами обратймую окисли.:тельно-восстановительную систему 1,Ввиду того, что указанные преобразователи основаны на использованиидиффузионных процессов в электролите,они обеспечивают линейное преобразование входных сигналов только в инфранизкочастотном диапазоне,Из известных электрохимических. преобразователей наиболее близким 20по технической сущности является пре-,образователь, Который содержит объем с размещенными в нем считывающим,общим и двумя входными электродами,заполненный электролитом, образующим 25совместно с электродами обратимуюокислительно-восстановительную систему, генератор периодических электрических импульсов с регулируемойформой и скважностью, подключенный ЗО,через нагрузку к счйтывающему элект- роду, к которому подсоединен вход элемента сравнения, второй вход элемента сравнения подключен к выходу генератора, а выход - ко входу сило вого регулирующего элемента, выход которого подключен к нагрузке 2 .При изменении положения плоскости считывающего электрода в поле силы тяжести изменится чувствительность преобразователя, так как она определяется процессами массообмена вблизи считывающего электрода, которые, в свою очередь, зависят от подвижности и траекторий ионов, являющихся сравнительно тяжелыми. Это приводит к снижению точности такого преобразователя. Кроме того; его конструкция не позволяет контролировать и управлять концентрацией в области считывающего электрода, чтосужает дйнамический диапазон, а следовательно, и функциональные возможности преобразователя,Целью .изобретения является повышение точности преобразования и расюирение функциональйых возможностей преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введен полый10 15 20 ЗО Формула изобретения 40 45 50 60 цилиндр из инертного материала, однооснование которого образовано поверхностью считывающего электрода, авторое-"входным электродом, выпблненным проницаемым.Принципиальное отличие предлагаемого преобразователя заключается втом; что использование нового элемен-та = полого цилиндра из инертного материала и размещение в его основанияхсчитывающего и входного электродов "позволяет создать однонаправленноедвижение ионов и фиксировать их концентрацию на границе области считывающего электрода, а следовательно,управлять величиной этой концентрацииНа Фиг. 1 изображен предлагаемыйпреобразователы на Фиг. 2 - временные диаграммы его работы.Устройство имеет герметичный корпус 1, заполненный электролитом 2(в данном случае йад-йодидом). Вуказанном корпусе размещен полыйцилиндр 3. Операционный усилителЫ 4 "одйим входом подключен к нагрузочному резистору 5, а выходом - к базетранзистора б, эмиттер которого подсоединен ко второму выводу резистора5. Второй вход операционного усилителя 4 подключен к выходу генераторапрямоугольных импульсов 7, второйвывод которого подсоединен к общейшине источника питания и к общемуэлектроду 8. Сетчатый входной электрод 9 размещен в основании пологоцилиндра 3, причем между укаэаннымэлектродом 9 и общим электродом 8подается регулируемое напряжение Ор,а между вторым входным электродом 10,выполненным в виде полого цилиндра,и общим электродом 8 подается регулируемое напряжение Ор, Второе основание полого цилиндра 3 образова-но поверхностью считывающего электро-да 11, подключенного к общей точке :соединения резистора 5 и входа операционного усилителя 4.Предложенный преобразователь работает следующим образом. При подачеимпульсного напряжения О и (фиг.2)амплитудой не менее 0,2 В от генератора 7 на вход операционного усилителя 4 это напряжение О передаетсяна считывающий электрод 11,при этомнапряжение ОВ(фиг.2) через нагрузочный резистор 5 изменяется скачкомс длительностью г (фиг.2), При подаче напряжения О между входным 10 иобщим 8 электродами изменяются условия отвода-подвода реагента к поверхности считывающего электрода в паузахмежду импульсами О (фиг.2), чтоприводит к изменению длительности :скачка напряжения Оы(фиг.2). Приподаче напряжения О между сетчатымР 4входным 9 и общим 8 электродамииэменяются не только условия отводаЙЪйвода реагента к поверхности считывающего электрода 11, но и изменяется концентрация и. ее градиент внутри полого цилиндра 3. Это позволяет регулировать чувствительность преобразователя посредством концентрационных изменений в области считывающегоэлектрода 11. Таким образом расширяется динамический диапазон и соответственно функциональные возможностипреобразователя. Кроме того, с помощью входного электрода 9 можно фиксировать концентрацию на границеобласти считывающего электрода 11.Траектория движения реагента бт считывающего электрода будет направлена вдоль продольной оси цилиндра 3,Поэтому в случае изменения положенияповерхности в поле силы тяжести траектория не изменится, так как оназадается геометрией введенного цилиндра 3. Причем процесс массоабмена насчитывающем электроде 11 контролируется с помощью входного электрода 9.Это исключает нестабильность концентрации на границе области считывающего электрода. Таким образом повышается точность преобразования. Использование нового элемента -полого цилиндра из инертного материала и размещение в его основанияхсчитывающего и входного электродоввыгодно отличает предлагаемый преобразователь от указанного прототипа,так как знаЧительно повышается ста-бильность и точность преобразователя,а также его функциональные возможности, что значительна расширит сферу использования такогопреобразователя,Электрохимический преобразователь, содержащий объем с размещенными в нем считывающим, общим и двумя входными электродами, заполненный электролитам, образующим совместно с электродами обратимую окислительновосстановительную систему, генератор периодических электрических импульсов с регулируемой формой и скважностью, подключенный через нагрузку к считывающему электроду, к которому подсоединен вход элемента сравнения, второй вход элемента сравнения подключен к выходу генератора, а выход - ко входу силового регулирующего элемента, выход которого подключен к нагрузке, о т л и ч а ю - щ и й ся "тем, чта, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности преобразования, в преобразователь введен полый цилиндр из инертного материала, одна основание которого образовано поверхностью считывающего электрода, а второе - входным электродом, выполненным проницаемым.744753 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Стрижевский И.В. и др. Хемотроника. М., "Наукаф, 1974, с. 68-78.Составитель Н.ШвырковаРедактор Е,Норалова Техред Ж. Кастелевич Корректор В.Синицкая 844 Пго комитета СССй и открытийушская наб., д, 4/ одписноеР П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 илиа каз 3672/7 по дел 113035, МоскТиражсударственном изобретениа, Ж 35, Ра 2, Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2457058/18-10, кл. Н 01 6 9/22, 1977 (прототип).