Способ определения динамических характеристик твердоэлектролитных преобразователей

-бЧГЙЧ; А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Соцйалистических Республик(22) Заявлено 2106,78 (2) 2633650/18-10 (51) М, КЛ,6 01 1. 27/00 с присоединением заявки Нов 1 осударственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Д, Гераимчук, В. К. Гришин и П. И. Таланчук Киевский ордена Ленина политехнический институтим. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(54)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДОЭЛЕКТРОЛИТННХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ1Изобретение относится к измерительной технике, в частности кспособам определения динамических свойств и характеристик высокотемпературных твердозлектролитных преобразователей парциальныхдавлений и потоков кислорода, и может применяться при определении динамических свойств других видов преобразователей, которые обладают обратимыми свойствами,Известен способ определенная дитнамических свойств преобразователей,заключающийся в том, что задают определениу 1 о величину давления вградуируемом объеме и регистрируютизменение сигнала градуируемого прибора. По кривой изменения сигналаградуируемого прибора определяютего динамические свойства. Способприменяется при определении динамических характеристик манометрических датчиков давления 111 .Реализация способа сложна и необеспечивает необходимой точностипри динамической градуировке изме-рителей парциальных давлений.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ 2при котором в емкости, к которойподсоединен градуируемый датчик давления, создают изменения (пульсации,скачок) давления и регистрируют реак.5 цию градуируемого датчика на это изменение, по которой определяют динамические характеристики датчиков(постоянную времени, время установления, время перерегулирования и 10 т.д, 121.Известный способ применяется придинамической градуировке систем измерения нестационарных давлений и датчиков в основном избыточных и абсо лютных давлений с диапазоном измерения приблизительно до 1 мм рт. ст.При градуировке электрохимическихтвердоэлектролитных датчиков дляизмерения парциальных давлений кис.а20 лорода в диапазоне 10 -10 ф мм рт.ст.применение известного способа невозможно. Невозможность применения способа объясняется сложностью его реализации, а также сложностью получения 25 необходимого закона изменения давления газа в градуируемой вакуумнойемкости. Это вызвано большой длительностью переходных процессов ввакуумном объеме, который постоянно 30 откачивается, при скачкообразномизменении давления в нем. Время уста.,новления динамического равновесия вградуируемом вакуумном, объеме можетзначительно превышать время реакцииградуируемого прибора.Невозможность получения скачкообразного изменения давления опре 5деляется конечной производительностьюсредств откачки (насосов), диффузионными процессами распространения газав объеме, сглаживающимии инерционными свойствами коммутирующей аппаратуры и подводных коммуникаций.Работа с кислородом, хранящимся вбаллонах также имеет повышеннуюопасность. Вышеприведенные недостатки приводят к неопределенности в определении динамических характеристиктвердоэлктролитных преобразователей.Точность динамической градуирбвкиочень низкая, так как задают ступенчатое изменение давления в объеме, при 2 Оэтом получают неизвестный закон изменения давления.Цель изобретения - повышение точ-.ности, упрощение процесса определения динамических характеристик 25преобразователей.Поставленная цель достигаетсятем, что при определении динамических характеристик твердоэлектрических преобразователей путем помещения преобразователя в градуировочную камеру, подачи возмущающего воздействия и регистрации реакции преобразователя, возмущающее воздействие задают в видеизменения выходного напряжения твердоэлектролитногопреобразователя, а о его динамических характеристиках судят по изменению давления в градуировочной камере,Сущность способа заключается вследующем,Градуируемый твердоэлектролитиый преобразователь устанавливается в вакуумный объем, которыйпостоянно откачивается насосом и оборудованный необходимой контрольноизмерительной аппаратурой. С помощьювнешнего источника задают скачкообразное изменение напряжения на элек тродах твердоэлектролитного преобразователя,Это приводит к изменению "=" давлейия кислорода в вакуумном объеме за счет выделения кислорода преобраздвйтелеМ; которое регистрируетсяконтрольно-измерительной аппаратурой.По кривой изменения давления в вакуумном объеме определяют динамическиехарактеристики твердоэлектролитныхпреобразователей парциальйых давлений, Изменение давления в вакуумном объеме, при прикладыванйи напряжения к электродам преобразователя происходит за счет переноса кис- щлорода из электрода сравнения в ва"куумный объем. Т. е. преобразовательработает"в обратном режиме, по сравнению с режимом измерения. При изготовлении твердоэлектролитных преобразователей выбирается твердый электролит с обратимыми электродами. Обратимыми считаются такие электроды, которые не создают затруднений переносу кислорода через твердый электролит в разных направлениях (т. е. как от измерительного к электроду сравнения, так и обратно). Поэтому, по изменению давления кислорода на выходе твердоэлектролитного преобразователя, при скачкообразном (йли другом законе) изменении выходной величины преобразователя, можно судить о динамических свойствах, так как процессы переноса через твердый электролит взаимообратные.На чертежЕ приведена установка реализующая предлагаемый способ,установка состоит.из вакуумной камеры 1, которая постоянно откачивается турбомолекулярным насосом (на чертеже не показан), Камера оборудована масс- спектрометрическим измерителем парциальных давлений с первичным преобразователем 2 - настраивается на пик кислорода. Другая необходимая контрольно-измерительная аппаратура: это измерители полного давления, температуры на Чертеже не приведены. Она необходима для подготовки установки к градуировке при выходе на рабочий режим. С помощью внешнего источника 3 к электродам градуируемого твердоэлектролитного преобразователя 4 прикладывается скачок напряжения обратного по знаку ЭДС, генерируемой преобразователем при измерении давления и не превышающего напряжения разложения твердого электролита, равного4,6 В. Можно задать практически любой закон изменения найряжения, т. е; входного воздействия выходного параметра преобразователя, При задании воздействия получается практически идеальный скачок йапряжения (или другой необходимый закон изменения выходной величины твердоэлектролитного преобразователя). Таким образом, устраняется погрешность градуировки от неидеальности входного воздействия. В предлагаемом способе закон изменения входного воздействия выходного параметра преобразователя не зависит от причин, связанных с установлением динамического равновесия в градуировочной камере при изменении в ней давления, от производительности насоса, от сорбционных процессов происходящих при изменении давления. При реализации предлагаемого способа нет необходимости применять сложные устройства для задания закона изменения давления, емкости (баллоны) для хранения газа, подводные коммуникации, Это значительно упрощает реализацию спосо767591 1 О Формула изобретения качка Сафонов Корректор М. Пожо СоставительТехредА ин едактор 7002/16 Тираж 1019 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5ак лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ба. Отсутствие кислорода, которыйхранится в баллонах, обеспечиваетбезопасность проводимых градуировочных работ, что не обеспечиваетсяпри проведении градуировки известными способами. Применяя предлагаемый способ, производят градуировкутвердоэлектролитных преобразователейнепосредственно на объектах. Способ определения динамических характеристик твердоэлектролитных преобразователей путем помещения преобразователя в градуировочную камеру, подачи возмущающего воздействия и регистрации реакции преобразователя,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности и упрощения процесса определения характеристик возмущающее воздействие задают в виде изменения выходного напряжения твердоэлектролитного преобразователя, а о его динамических характеристикахсудят по изменению давления в градуировочной камере. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 329427, кл. С 0127/00, 1972.2, Авторское свидетельство СССРР 267979, кл. 0 01 . 27/00, 1970