Электрохимический преобразовательный элемент

.д 13Г ЯУ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТ Аьзоея в, ив в н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ(57), Изобретение может быть исполвано в качестве чувствительных элментов течеискателей для обнаружеутечек газов и паров воды, спиртопродуктов сгорания различных топли других химически активных вещесЦель изобретения - повьппение чувстельности к газам и парам и снижеинерционности при течеискании, По) тавленная цель достигается за счеттого, что электрохимический преобразовательный элемент содержит электродные металлические пластины, размещенные параллельно и одна напротивдругой. Обращенные одна к другой боковые поверхности электродных пластин имеют диэлектрическое покрытие,Электродные пластины склеены междусобой твердым диэлектриком, которыйнаносят на поверхности с диэлектрическим покрытием, Торцовые поверхности являются рабочими поверхностямии имеют электропроводные покрытия, нанесенные на рабочие торцы из металловс разной электроотрицательностью.Предложенное устройство позволяет повысить чувствительность и понизитьинерционность определения газов ипаров притечеискании.з.п.ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к электро- химическим устройствам, изменяющим свое сопротивление, емкость и ЭДС под действием газов и паров, и может быть использовано в качестве чувствительных элементов течеискателей для обнаружения утечек газов МН, ИО д, 80, С 1, Р, НС 1, С 10, С 10, СН,ЗНЗ, паров воды, спиртов,продуктов.сгорания различных топлив и других химически активных веществ.Цель изобретения - повышение чувствительности к газам и парам и снижение инерционности при течеискании, 15На фиг.1 представлен электрохимический преобразовательный элемент, общий вид; на фиг,2 - то же, с электродами в виде гребенок; на фиг.З то же, с электродами в виде гребенок, 20 имеющих криволинейную форму; .на фиг.4 - то же, с электродами в виде лент, свернутых в рулон.Электрохимический преобразовательный элемент содержит электродные 25 пластины 1 и 2, выполненные на электротехнической нелегированной стали. Электродные пластины 1 и 2 могут быть изготовлены и из других марок стали, а также меди, алюминия и т.п, недоро гих металлов и сплавов, Электродные пластины 1 и 2 размещены параллельно одна напротив другой, Обращенные одна к другой боковые поверхности электродных пластин 1 и 2 имеют диэлектрическое покрытие 3, например оксиди рование. Благодаря этому зазор между пластинами равномерный, составляет единицы микрон (1-5 мкм) и это покрытие позволяет исключить короткое за мыкание между электродными пластинами. Электродные пластины 1 и 2 склее-. ны между собой твердым диэлектриком 4, наг 1 ример эпоксидным клеем марки К. Торцовые поверхности электрод .ных пластин 1 и 2 являются рабочими поверхностями и имеют коррозионностойкие электропроводные покрытия 5 и 6 из металлов с разной электроот- . рицательностью. Так, коррозионно- стойкое электропроводное покрытие 5 электродной пластины 1 выполнено из серебра (электроотрицательностью 1,9) а коррозионно-стойкое покрытие 6 электродной пластины 2 выполнено из золота (электроотрицательность 2,4)При работе с неагрессивными средами защитное покрытие необязательно. С уменьшением межэлектродного зазораи увеличением длины электродов чувствительность электрохимического элемента к газам и парам увеличивается,Электрохимический преобразовательныйэлемент может иметь более двух пластин каждого электрода 1 и 2 (фиг.2).Эти пластины путем металлизации торцов 7 и 8 сгруппированы в гребенкитак, что пластины каждого электродарасположены во впадинах между пластинами другого электрода, Пластиныгребенок между собой склееныдиэлектриком, например эпоксидным клеем.Электрохимический преобразовательныйэлемент может также иметь более двухпластин каждого электрода 1 и 2(фиг.З). Эти пластины сгруппированыв гребенки, имеющие криволинейнуюформу. Пластины склеены между собойдиэлектриком, например эпоксиднымклеем.В преобразовательном электрохимическом элементе с криволинейными гребенками используются две рабочие поверхности в одной плоскости, что позволяет увеличить надежность обнаружения места течи путем получения двухсигналов от одного элемента надтечью, кодированных определенным временем запаздывания между первым ивторым сигналами,Кроме того, электрохимический преобразовательный элемент может иметьэлектродные: пластины 1 и 2, выполненные в виде двух лент, склеенныхдиэлектриком между собой и свернутыхв рулон (фиг,4), При этом витки рулона также склеены диэлектриком междусобой. В качестве диэлектрика использован эпоксидный клей марки К,Этот элемент позволяет увеличить чувствительность путем уменьшения толщины электродов (до фольги) и увеличения их длины до нескольких метров присохранении габаритов элемента,Электрохимический преобразователь-:ный элемент изготавливают следующимобразом. Из металлического листа илиленты изготавливают электродныепластины. На одну из плоскостей этихпластин наносят диэлектрическое покрытие, например, оксидированием. Затем на плоскости с диэлектрическимпокрытием наносят клеющий диэлектрик,например эпоксидный клей холодногоотверждения марки К. Склеиваютпластины, совмещая плоскости с ди 1383187электрическим покрытием. Склеиваниепроводят при давлении 0,05-0,1 кг/см .После отверждения клея измеряют сопротивление между пластинами. Сопро 5тивление должно быть не менее 1 ООмпри относительной влажности воздуха50 Е. После этого механически обрабатывают торцы пластин. В процесс механической обработки торцовых поверхностей электроды становятся короткозамкнутыми из-за образования заусенцев, перекрывающих диэлектрическийзазор. Для восстановления начальногосопротивления между электродами торцовые поверхности обрабатывают посредством химического травления. Нарабочие торцы электродных пластинэлектрохимического преобразовательного элемента, предназначенного для работы с агрессивными газами и парами,наносят коррозионно-стойкое электропроводное покрытие из металлов с разной электроотрицательностью. Например, на один электрод электролитически наносят серебро (электроотрицательность 1,9), на другой электродэлектролитически наносят золото(электроотрицательность 2,4),Предлагаемый элемент работает сле 30дующим образом.Воздух, в котором находится элемент, определяет его начальные параметры: сопротивление К, емкость Си электродвижущую силу ЭДС .При воздействии на рабочую элект 35родную поверхность 7 или на некоторуюее часть газообразной течи, имеющейбольшую влажность, чем у окружающеговоздуха или содержащее в своем составе химически активный гаэ (ИН, 30,Ю, С 1, Р, НС 1 и т,п.), параметрыэлемента изменяются пропорциональноколичеству молекул утечки .Внешняя электрическая цепь поклю-.чается к контактам 4 и 5 с целью регистрации одного из параметров.Переносчиком электрического зарядамежду электродами 1 и 2 являются ионыпроводимости адсорбированного слояатмосферной влаги, являющейся слабым50электролитом.Все газообразные элементы и веще"ства, взаимодействующие с водой с об.разованием ионов проводимости, вызываютизменение сопротивления, емкостии ЭДС преобразователя. Около 50 газообразных веществ (только не органического происхождения) отвечает этому условию, в том числе токсичные, ядовитые, пожаро- и взрывоопасные. Этосущественно снижает селективностьэлемента и расширяет перечень обнаруживаемых газов.Рабочая электродная поверхностьпреобразователя состоит иэ компактныхматериалов (металл и диэлектрик).Процессы сорбции и особенно десорбции на поверхности компактных материалов протекают с большей скоростью,чем на рыхлых. Поэтому предлагаемыйпреобразовательный элемент имеет лучшие динамические характеристики посравнению с известным и датчиками соструктурой металл-диэлектрик-металл,применяемыми во влагометрии, в которыходин или оба компонента поверхности(электроды или диэлектрик) напыленыи являются рыхлой структурой,Инерционность преобразователя врежиме течеискания составляет 5 -10 мс, а у известного устройства срыхлыми компонентами единицы и десятки секунд. Это позволяет соответственно увеличить скорость перемещенияпреобразователя при контроле герметичности.Предлагаемое устройство обеспечивает чувствительность к газам и па-;рам, понижает 1 инерционность до 5 О мс, вместо секунд у известного,позволяет выполнять чувствительныеэлементы, по ширине соизмеримые сразмерами контролируемых на герметичность швов соединений, и обеспечивать контроль за один проход.Формула изобретения1. Электрохимический преобразова" тельный элемент, содержащий электроды, между которыми расположен слой диэлектрика, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности к газам и парам и снижения инерционности при течеискании, электроды выполнены в виде пластин, имеющих на обращенных одна к другой сторонах дополнительное диэлектрическое покрытие и склеены диэлектриком, слой которого расположен заподлицо с рабочими торцами пластин.2, Элемент поп,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что торцовые рабочие поверхности электродных пластин имеют коррозионностойкие электропроводные покрытия из металлов с разной электроотрицательностью.383187 Составитель И. Рогаактор Н, Тупица Техред А. Кравчук Г, Решетни рре Подписное,Зака те ытд.4/ а юизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 287/39 ВНИИПИ Госуд по делам из 113035, Моск