Устройство для измерения бароэлектрического эффекта измерительных электродов

(511 С 01 Н 27/3 ГОСУДАРСТНЕННЦЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ М С М 1:.(71) Институт земного магнетизма,ионосферы и распространения радиоволн АН СССР, Иф 693213, кл. С 01 11 27/30, 1977.2. Авторское свидетельство СССРР 913216, кл. С 01 Б 27/26, 1980(прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРБАРОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ИЗМТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ, содержащедуемый электрод и электрод српомещенные соответственно в кпеременного и постоянного давлсообщенные между собой гидроп НИЯ ЕРИ- исслевнения, меры ения,ов,.ЯО, 108638 ником через мембрану, выполненнуюиз дзета-отрицательного в исполь"зуемом электролите материала, установленную на выходе камеры переменного давления, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощенияподготовки устройства к работе в усройство дополнительно введены вторая камера постоянного давления сэлектродом;,сообщенная с гидропроводником через вторую мембрану, выполненную из дзета-отрицательного виспользуемом электролите материала,причем злектрокинетический потенциаэтой мембраны, не равен электрокинетическому потенциалу первой мембраны, и усилител-, общая точка которого и один из входов соединены с элетродом сравнения, другой вход усилителя подключен;к дополнительномуэлектроду.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именноустройствам ячеек для исследованиявоздействия давления электролита наэлектрические параметры погруженныхв него изделий, например, на собственный потенциал контактного электрода,Известно устройство для исследования бароэлектрического эффектаизмерительных электродов, содержащее исследуемый электрод и электрод сравнения, помещенные соответственно в герметичную и сообщающуюсяс ней гибким шлангом негерметичнуюкамеры. В последней электролит имеет свободную поверхность, над которой поддерживается постоянное давление, например атмосферное. Изменение взаимного положения камер повысоте, допускаемое гибким шлангомвлечет за собой соответствующее изменение гидростатического давленияв камере, содержащей исследуемыйэлектрод, что позволяет измерятьабсолютные значения его бароэлектрического эффекта 11,Недостатком устройства являетсяограниченный по частоте диапазонизмерений. Кроме того, движение гибкого шланга, содержащего электролит,в магнитном лоле Земли приводит квозникновению электродинамическихпомех,Наиболее близким по техническомурешению к предлагаемому является устройство для исследования бароэлектрического эффекта измерительных электродов в широком диапазоне частот,содержащее исследуемый электрод иэлектрод сравнения, помещенные соответственно в камеры переменногои постоянного давления, сообщенныемежду собой гидропроводником черезмембранный узел, составленный издвух мембран, выполненных из дзетапротивоположных в исследуемом электролите материалов, либо содержащий одну мембрану, полученную смешением указанных материалов23.Недостатком устройства являетсясложность регулировки суммарногоэлектрокинетического качества мембранного узла, осуществляемой путемконтролируемого воздействия на гидравлическое сопротивление по крайней мере одной из мембран. Крометого, все известные материалы с голожительным знаком злектрокинетичес 5 0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кого потенциала в растворах типаморской воды обладают нестабильнымво времени значением потенциала,что дополнительно усложняет регулировку и повышает требования кобслуживающему персоналу,Цель изобретения - упрощение подготовки устройства к работе,Указанная цель достигается тем,что в устройство для измерения бароэлектрического эффекта измерительных электродов, содержащее исследуемый электрод и электрод сравнения,помещенные соответственно в камерыпеременного и постоянного давления,сообщенные между собой гидропроводником через мембрану, выполненнуюиз дзета-отрицательного в используемом электролите материала, установленную на выходе камеры переменногодавления, дополнительно введены вторая камера постоянного давления сэлектродом, сообщенная с гидропроводником через вторую мембрану, выполненную из дзета-отрицательного в используемом электролите материала,причем электрокинетический потенциалэтой мембраны не равен электрокинетическому потенциалу первой мембраны,и усилитель, общая точка которого иодин из входов соединены с электродом сравнения, другой вход усилителя соединен с дополнительным электродом,Область с изменяющимся давлениемсодержащая исследуемый электрод,отделена от двух областей постоянного давления содержащих электродсравнения и дополнительный электрод,мембранами из материалов с отрицательным знаком и различной величинойэлектрокинетических потенциалов,Приложение перепада давлений к мембране, отделяющей электрод сравненияприводит к формированию на ней по"тенциала фильтрации, пропорционального перепаду давления и значению,Потенциал фильтрации воспринимаетсяэлектродом сравнения, Тот же перепаддавления формирует ца мембране дополнительного электрода иное значениепотенциала фильтрации вследствиеразличия электрокинетических потенциалов материалов мембран, Это приводит к появлению между электродомсравнения и дополнительным электродом разности потенциалов, такжепропорциональной перепаду давления.будучи усилена в необходимое число раэ если надо - реверсирована усилителем) и сложена с потенциалом электрода сравнения, разность потенциалов между электродом сравнения и дополнительным электродом служит для компенсации сдвига потенциала сравнения, вызванного перепадом давления на отделяющей его мембране, При этом потенциал выхода усилителя О приобретает независимость от величины давления в камере переменного давления, что позволяет испольэовать его в качестве потенциала сравнения при измерении бароэлектрического эффекта исследуемого электрода. Регулировку устройства осуществляют с гравитационнь 5 м источником давления путем подбора, например, с помощью магазина сопротивлений, величиО нц эффективного коэффициента усиления,На чертеже показано устройство для измерения бароэлектрического эффекта измерительных электродов, общий вид.устройство состоит из камеры пос- р 5 тоянного давления 1,содержащей элект род сравнения 2,дополнительной камеры постоянного давления 3, содержащей дополнительный электрод 4, камеры изменяемсгс давления 5, содержащей30 исследуемый электрод б, заполненных электролитом 7, образующим в камерах 1 и 3 свободные поверхности, лежащие на общем уровне 15Камеры 1, 3 и 5 электрически связаны друг с другом гидропроводником 8, заполненным тем же электролитом, В гидропроводннке на входе в камеры 1 и 3 установлены порошковая мембрана 9, проницаемая для электролита, выполненная из материала с электро- кинетическим потенциаломО, и порошковая мембрана 10, проницаемая для электсслита. выполненная нз материала с электрокинетическим сотен" циалом 2, причем(, (О. 2 ка 1 ест. "5 ве материалов мембран могут быть использованы, например, порошки полипропилена и Фторопласта -4.Камера 5 снабжена диафрагмой и приводом 12, обеспечиваюшими изме нение давления вней в заданных переделах, а также манометром 13. Электрод 2 соединен с нереверсирующим входом (+ ) и общей точкой усилителя 14, электрод 4 через компенсатор 15 55 соединен с реверсирующим входом- ) усилителя 14, между выходом и общей точкой которого в качестве делителя напряжения включен магазин сопротивлений 16. Коэффициент усиления Еусилителя 14 допускает регулировку магазином сопротивлений 6, включеннь 5 м как потенциомер. Между выходной клеммой 5" магазина сопротивлений 16 и общей точкой усилителя 4 формируется выходной сигнал усилителя. Лиапазон регулировки коэффициента усиления В. содержит значение Потенциал выходной клеммы 5" магао зина сопротивлений 16 служит опорным потенциаЯом для измере 5 ия баро- электрического эффекта исследуемого электрода б, С помощью гидрспереключателя 7 и патрубка 18 устройство сообщается с гравитационны 55 источником давления,Гравитационный источник давления состоит нз открытого сосуда 19 содержащего вспсмсгательиый электрод 20, заполненного тем же электролитом 7, образующим свободную поверхность, лежащую на уровне Ь 2. Сосуд 9 с помощью гибксгс шланга 21 соединен с патрубком 18 гидрспрсводинка 8 и имеет нозложность относи-тельного пере 55 ещен 55 я пс вертикали, ,например, с помощ.ю троса 22, проложенного по ролиам 23 н снабженксгс противовесом 24.Устройство работает следуюш.5 м сб- Р а, О 5,1 а первом этапе гидрспере 5.пкчателем 17 к гидропроводннку 8 подсл 5 ачают сосуд 19 уровня 15 и ", нысавннвают н ксмпенсаторсм 15 компенсируют разность ссбстненных поте;5 циаповЕ -) электродов 4 и 2 и:.4 2входе усилителя 14. Уровень 11, фиксируют, измеряют разность потенциалов между выходной клеммоймагазина сопротивлений 16 н клеммой электрода 20.".рсвень 15 изменяют с помощью магазина сопротивлений 16 эмпирччески псдб 5 рают эффективнь 5 й коэффициент усиления К усилителя 14 так, чтобь 5 разность потенциалов УО - 9, не зависела От приложенной к мембранам 9 и 10 разности давлений= у 8515 - 15 ) где ) и я - плотность электослита н ускорение силы тяжести. При параплельнсм рас 55 спсжении мембран 9 и 10 перепац давления Р1086381 Составитель И,КлещнинаРедактор Л.Веселовская Техред И.Асталош Корректор О.Тигор Заказ 2237/43 .Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 регулировку с использованием известных методов автоматического регулирования. Предложенное устройство, как и прототип позволяет вести измерение абсолютных значений бароэлектрического эффекта в широком диапазоне частот. Закрепление электродов в камерах и практическая неподвижность электролитического пути между ними обусловленная высоким гидродинамичес ким сопротивлением мембран, гарантируют неизменность параметров электрической цепи и отсутствие электро- динамических помех.