Рабочая жидкость электролитического резистивного преобразователя датчика угла наклона

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 19) О 1) 8 01 4( И БР НИЯ К СТВ енко ИЩКОСТЬ ЭЛЕ НОГО ПРЕОБР ТРОЛИЗОВАНЕ Саут ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ САНИЕ ИОРСКОМ СВИ(54)(57) РАБОЧАЯТИЧЕСКОГО РЕЗИСТИВ ЛЯ ЛАТЧИКА УГЛА НАКЛОНА, включаюэтиловый спирт, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью обеспе чения долговременной стабильности чувствительности датчика угла накло на путем повышения временной стабил ности удельного электрического сопротивления рабочей жидкости, она дополнительно содержит толуол при следующем соотношении компонентов, об.й:Этиловый спирт 28-32 Толуол 68-72Изобретение относится к геодезическому приборостроению и можетбыть использовано в устройствах дляопределения углов наклона объектов.Известна рабочая жидкость датчи" 5ка угла наклона, включающая спирты .алифатического ряда, причем в качестве токопроводящих солей используют преимущественно галогены щелочных металлов, значительно реже нитраты Ц .Основным недостатком жидкостей,приготовленных на основе спиртов,является их взаимодействие с конструкционными материалами из неблагородных металлов, в результате чегоизменяется уменьшается) значениеудельного электрического сопротивления жидкости.Наиболее близкой к предлагаемой, 20по технической сущности и достигаемому результату является рабочая жидкость электролитического резистивного преобразователя датчика угланаклона, состоящая из растгора иода 25алюминия в этиловом спирте 2 .Эта жидкость удовлетворяет требованиям в части температур кипенияи плавления, вязкости, не требуетсложного технологическогооборудо- Зовання при работе с ней, но имеетряд недостатков, к которым относится склонность к электролитическомуразложению и взаимодействию с конструкционными материалами из небла,городных металлов, т.е. нестабильность удельного электрического сопротивления во времени при взаимодействии с укаэанными материалами,Целью изобретения является обес печение долговременной стабильности чувствительности датчика угла наклона путем повышения временной стабильности удельного электрического сопротивления рабочей жидкости. 45Поставленная цель достигается тем, что рабочая жидкость электролитического резистивного преобразователя датчика угла наклона, включающая этиловый спирт, содержит дойол" 50 нительно толуол при следующем соотношении компонентов, об.7.:Этиловый спирт 28-32 Толуол 68-72 Таким образом, используется ком позиция растворителей, одним из которых является активный растворитель для растворения токопроводящей соли на ионы, а другим - инертный растворитель, не способный растворятьтокоподводящую соль на ионы, но действием своих полярных молекул компенсирующий (ослабляющий) силу активного растворителя.Коррозионная стойкость жидкостиво времени характеризуется отсутствием взаимодействия с конструкционными материалами и контролируетсяпо неизменимости во времени сопротивления жидкости.Известно, что для получения техили иных физических свойств жидкости,например, требуемой вязкости илидиэлектрической проницаемости, применяют композиционную жидкость, состоящую из нескольких компонентов,В данном случае решается вопросо коррозионной стойкости жидкости,обладающей электропроводностью, иподобрана композиционная жидкость,состоящая из активного растворителя,в частности этилового спирта, и пассивного растворителя - толуола. Активный растворитель, расщепляющийсоли на ионы, является активным ипо отношению к конструкционным материалам, взаимодействует с последними и отщепляет от них ионы, чтои характеризует коррозионный процесс,который контролируется по изменениюсопротивления такой жидкости вовремени,Важным условием долговечности датчика является обеспечение такого режима его работы, при котором сводился бы к минимуму электролиз.Таким условием является обеспечение сопротивления жидкости датчика на уровне 8,5-12,5 кОм при питании датчика напряжением 4 В переменного тока. Желаемое значение сопротивления жидкости датчика получается при низкой концентрации токопроводящей соли в активном растворителе, на- . пример, 0,0001-0,0004 И, а следовательно, сила активного растворителя неполностью уравновешивается ионной силой токопроводящей соли, В этом случае активный растворитель взаимодействует с конструкционными материа" лами из неблагородных металлов, что вызывает изменение уменьшение) соп-. ротивления жидкости датчика по причине увеличения носителей электричества в жидкости. Чтобы ослабить силу активного растворителя, добав3 1151 ляется инертный растворитель в определенном процентном отношении между активным и инертным растворителями, обеспечивающем незначительное изменение сопротивления жидкости датчика при абсолютном его значении в пределах 8,5-12,5 кОм.На фиг, 1-3 представлены графические зависимости сопротивления жидкости датчика от времени испытаний (времени взаимодействия жидкости с конструкционными материалами, из которых изготовлены детали, образующие внутреннюю полость датчика, заполняемую рабочей жидкостью).Испытаны макеты датчиков, заполненные жидкостью с различным процентным соотношением активного и инертного растворителей при одном и том же значении концентрации токопровожящей соли (фиг, 1).Из графиков фиг. 1 отчетливо видна зависимостью сопротивления жидкости от процентного соотношения активного и пассивного растворителей и стабильность его от времени испытаний, характеризующего время взаимодействия жидкости с конструкционными материалами.Например, при соотношении эгилового спирта 28% и толуола 72% сопротивление жидкости датчика изменяется в первые 4 месяца (неустановившийся режим) от 17 до 12,5 кОм, а в последующие 20 месяцев - от 12,5 до 11 кОм; при соотношении этилового спирта 32% и толуола 68% сопротивление жидкости датчика изменяется в первые 4 месяца от 15 да 10 кОм, а в последующие 20 месяцев - от 10 до 8,5 кОм; при соотношении этило 40 вого спирта 30% и толуола 70% сопро тивление жидкости датчика в первые 4 месяца изменяется от 16,5 до 11,5 кОм, а в последующие 20 месяцев - от 11,5 до 10,5 кОм при соотношении этилового спирта 27% и толуола 73% сопротивление жидкости датчика увеличивается свыше 16 кОм и через 4 месяца достигает 20 кОм; при соотношении этилового спирта 35% и толуола 65% сопротивление жидкости в течение первых 4 месяцев уменьшается от 14 до 6 кОм, а в течение последующих 20 месяцев - от 6 до ,4,7 кОм.55Таким образом, композиционная жидкость при соотношении активного 818 4.и инертного растворителей в следующих пределах, об,%:Этиловый спирт 28-32Толуол 68-72 обеспечивает требуемое сопро 1 ивление жидкости датчика в пределах 8,512,5 кОм (нестабильность сопротивления во времени л 20%), при этом концентрация токопроводящей соли ЯпС 12 составляет 0,0001-0,0004 М.Меньшее процентное соотношение между активньи и инертным растворителями, например, этанола 27% и толуола 73% приводит к недопустимо высокому значению сопротивления датчика по причине ассоциации ионов. Большее процентное соотношение между активным и инертным растворителями, например, этанола 35% и толуола 65% обуславливает низкое значение внутреннего сопротивления датчика по причине избытка силы активного растворителя.Проведены сравнительные испытания жидкости, являющейся раствором йодистого аммония в этиловом спирте и предлагаемой жидкости, являющейся композицией растворителей этанола и толуола с примесью токопроводящей8Испытания первой жидкости проводились при нормальной температуре окружающей среды. Как видно из графита (фиг. 2) сопротивление датчиканепрерывно изменялось (уменьшалось)и составляло в начале испытаний8,5 кОм, через 4 месяца - 1,3 кОм,через 12 месяцев достигло значения менее 0,5 кОм, т,е. сопротивление достигло значения недопустимо низкого для исключения электролиза в датчике. Испытанияжидкости проводились в режиме ускоренных испьтаний при +70 С, Сопротивление датчика (фиг. 3); составляло в начале испытаний 22,7 кОм, через 4 месяца - 12 кОм, а начиная с 4 месяцев и до 25 месяцев, изменилось не более 1 кОм, т.е. относительное изменение составило 8%, при этом абсолютное значение сопротивления датчика находилось в требуемых пределах (8,5-12,5 кОм). Если учесть ускоренный фактор испытаний при повышенной температуре, то длительность 20 месяцев при +70 С соответствует 200 месяцам при нормальной температуре. Указанное изме1151818 3кение сопротивления датчика (8 Х)практически не влияет на изменениечувствительности датчика. В результате сопоставления композиции активного и пассивного растворителей получена электропроводящая жидкость, практически не взаимодействующая с конструкционными материалами и имеющая требуемые .физические 10 свойства, что подтверждено экспериментально. Рабочая жидкость электролитического резистивного преобразователя датчика отвесной линии химически стойкая к конструкциониым материалам, при этом нестабильность сопротивления жидкости менее 203 в течение 200 месяцев, т.е, по времени в 20 раз превышающая показатели известного устройства. Нестабильности сопротивления 207 соответствует нестабильность чувствительности датчика отвесной линии 87. Экспериментальной проверкой установлено сохранение чувствительности датчика в указанных пределах в течение 10 лет.Использование жидкости для заполнения внутренней полости датчика обеспечивает увеличение времени стабильности чувствительности датчика примерно в 20 раз по .сравнению с базовым объектом, снижение стоимости за счет отказа от применения благородных металлов, значительное уменьшение количества калибровок чувствительности датчика в период эксплуатации и, следовательно, повышение долговечности и надежности датчика, а также изделия, в котором он применяется."Патенг", г.ужгород, ул.Проектная,308/30 Тираж 651 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб