Ртутный интегратор

(51)М. Кл. с присоединением заявки М -Н 01 6 9/22 Гооударстминцй комитет ССС( ио делам изобретений и открцтнй(23) Приоритет -Опубликовано 15,01.82. Бюллетень Юю 2 Дата опубликования описания 15.01.82(54) РТУТНЫЙ ИНТЕГРАТОР Изобретение относится к приборостроению, в частности к ртутным капиллярным электро- химическим преобразователям, которые используются при построении электрохимических интеграторов, счетчиков машинного времени, счетчиков ампер-часов, реле времени и др,Известен ртутный интегратор, в котором с целью повышения ударной и вибрационной устойчивости между столбиками ртути помещена пористая перегородка, пропитанная рабочим электролитом и непроникаемая для ртуто ти 1.Недостатком устройства является высокое внутреннее сопротивление преобразователя (20 - 30 кОм), обусловленное наличием меж.5 ду электродами пористой перегородки, блокирующей поверхности ртутных электродов,Наиболее близким к предлагаемому является ртутный интегратор, содержащий герметичную заполненную вязкой жидкостью прозрачную ампулу, в которую помещен капиллярный кулометр, состоящий из стеклянного ка. пилляра, заполненного двумя столбиками ртути, разделенными перегородкой, и двух токоотводов, укрепленных на концах капилляра и выведенных наружу через стенки ампулы. Ампула с жидкостью и спиралевидные токовыводы повышают устойчивость кулометра к ударным и вибрационным воздействиям.Принцип работы преобразователя основан на анодном растворении и катодном осажде. нии ртути при пропускании постоянного тока н перемещении электролита по капилляру в сторону анода пропорционально количеству пропущенного электричества 2 .Недостатками известного интегратора являются высокое внутреннее сопротивление (1 - 3 кОм), низкие рабочие токи (4 - 8 мкА) иэ-за наличия малой площади рабочей поверхности электродов (0,1 мм ), что не позволя. ет использовать преобразователь на малые временные интервалы (до 3 - 5 ч). Минимальное время интегрирования устройства составляет 500 ч. Из-эа наличия электролита между столбиками ртути и свободных объемов на концах капилляра, играющих роль демпфера прн температурных колебаниях длин столбиков ртути, преобразователь имеет недостаточно вы.898525 5055 сокую устойчивость к ударным и температур.ным воздействиям, приводщим к дроблениюстолбиков ртути и растеканию электролита.Наличие у интегратора малой площади рабо.чей поверхности электродов и малого объемаэлектролита является причиной нестабильностиэлектрических характеристик преобразователя,так как следы примесей в этих условиях ока-,зывают сильное влияние на конвективные процессы в капилляре, на скорость и механизмпереноса ртути,Цель изобретения - повышение рабочихтоков, расширение диапазона измерений вре 1менных интервалов в сторону нижнего предела, повышение стабильности электрических характеристик и стойкости преобразователя кударным и температурным воздействиям,Указанная цель достигается тем, что наконцах капилляра выполнены и заполненыртутью расширения из пористого стекла, проницаемого только для жидкости, а ампула,в которую помещен микрокулометр, заполнена рабочим электролитом; содержащим ионыртути, причем поверхность токоотводов, контактирующая с электролитом, покрыта электроизолирующей пленкой.На чертеже представлено предлагаемоеустройство. Ртутный интегратор содержитстеклянный капилляр, цилиндрическая часть1 которого вьп 1 олнена из сплошного стекла,а расширения на концах 2 и 3 выполненыиз пористого стекла с диаметром пор 100 мкм.Капилляр заполнен двумя столбиками ртути4 и 5, разделенными электроизолирующей перегородкой б, способной к перемещению покапилляру. Перегородка выполнена из сплошного ферритового стержня и служит для раз.рыва электрической цепи по капилляру иобеспечения визуального или электрическогосчитывания информации. Капилляр помещенв герметичную (из прозрачной пластмассы)ампулу 7, заполненную рабочим электролитомртути 8, и закреплен в ней двумя спиралевидными токоотводами 9 и 10 (из титановойпроволоки диаметром 0,3 мм), которые вве.дены в ртуть и загерметизированы, по концам капилляра и в стенках ампулы. Спирале.виднаячасть токоотводов, находящаяся в контакте с электролитом, покрыта химическистойкой сплошной изолирующей пленкой оки.си титана (оксидирование титановых токовыводов).Электрическая цепь по капилляру разорвана ферритовым разделителем 6 (в отсутствии электролита), поэтому при пропусканиипостоянного тока через токовыводь 9 и 10процессы растворения и осаждения ртути протекают на поверхности ртути, находящейся" в расширениях и контактирующей с электро 5 10 15 20 25 ЭО Э 5 40 45 4литом через пористые стенки расширений. Перенос ионов ртути осуществляется через объ.ем электролита, находящийся в ампуле.При элеткрохимическом переносе ртутииз одного расширения в другое анодный стол.бик ртути укорачивается, а катодный удлиня.ется, в результате чего разделительный элемент 6, служащий индикатором отсчета, перемещается по капилляру в сторону анода,пропорционально количеству пропущенногоэлектричества. Величина перемещения. можетсчитываться как визуально, так и электрически, например, с помощью катушки индуктивности,Ампула 7 заполнена литиевым электролитом ртути состава 6 н 1 П + 1 н. Нц, кото.рый имеет достаточно высокую вязкость исовместно со спиралевидными токовыводами надежно защищает измерительный калил.ляр от ударных нагрузок.Возможность замены в предлагаемой конструкции электролита в капилляре на твердыйразделительный элемент повышает устойчивостьприбора к механическим и вибрационным нагрузкам. Кроме того, устойчивость приборак ударным воздействиям дополнительно повышается за счет расширений в капилляре, которые повышают силу вязкого трения припродольном перемещении капилляра в вязкойжидкости. В устройстве исключается необходимость в свободных демпфирующих объемахна концах капилляра, что также повышаетустойчивость. Демпфирующее действие притермическом расширении столбиков ртути осу.ществляют поры в стенках расширений, кудаможет заходить избыток ртути при нагревании преобразователя,В устройстве рабочая поверхность ртутныхэлектродов в расширениях (100 мм придиаметре расширения 6 мм) не менее, чемв 100 раз превышает рабочую поверхностьэлектродов (менисков) в известном устройстве (0,14 мм при диаметре капилляра 0,3 мм),что позволяет уменьшить внутреннее сопротивление от 1 кОм до 10 Ом, повысить рабочие токи от 10 мкА до 10 мА и уменьшить нижний предел временных интервалов (минималь.ное время прохождения разделительным элементом всей длины измерительной шкалы)от 500 до 5 ч,Микрокулометр в известном устройстве является базовым элементом, на основе которого создаются (серийно выпускаемые) счетчики времени, счетчики ампер-часов, реле времени и др, Поэтому предполагаемое изобретение по сравнению с базовым объектом поэ. воляет уменьшить внутреннее сопротивление прибора, повысить рабочие токи, расширить диапазон измерений временных интервалов вото ректор М. Демчнк Заказ 11960/70 Тираж 757 П ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раущская наб., д, дписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 8985 сторону нижнего предела, повысить воспроизводимость электрических характеристик и ус тойчивость преобразователя к ударным н температурным воздействиям,Высокие эксплуатационные характеристи. ки преобразователя позволяют расширить области его использования, например, в качестве времязадающего устройства (с дополнитель. но впаянными сигнальными электродами) илп интегратора С непрерывным электрическим считыванием в объектах, испытывающих высокие ускорения (до 1000 д) и высокие перепады температур (-30) -(+120) С.Низкое сопротивление преобразователя позволяет достаточно просто строить электрическую схему преобразователя. Формула изобретения20Ртутный интегратор, содержащий герметичную заполненную вязкой жидкостью прозрач 25 аную ампулу с размещенным в ней куломет.ром, состоящим из стеклянного капилляразаполненного двумя столбиками ртути, разделенными перегородкой, и двух токоотводов,укрепленных на концах капилляра и вьведен.ных наружу через стенки ампулы, о т л и.ч а ю ш и й с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона кулометра и повышения стабильности его электрических харак.теристик, на концах капилляра выполнены изаполнены ртутью расширения из пористого мЬтериала, проницаемого только для жидкости,причем поверхность токоотводов, контактирующая с жидкостью, покрыта электроизолиру.ющей пленкой, а в качестве жидкости взятрабочий электролит, содержащий ионы ртути,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США У 3662262, кл. 324 - 94,опублик. 72,2, Патент Великобритании Кф 1481156,кл. 6 1 О(0), опублик. 1977 (прототип).