Рабочая жидкость электрокинетического преобразователя механических величин
РАБОЧАЯ ЖИДКОСТЬ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ -ВЕЛИЧИН, содержащая диметил формамид, отличающаяся тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя, она дополнительно содержит толуол при следующем соотношении компонентов, 3-20 Диметилформамид 80-97 Толуол (П
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
3(5Н Н 01 Сю 9/.2.2, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
/,\ Р р
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИМ .,;-:: .;.3
К ABTOPCKOlNY СВИДЕТЕЛЪСТВУ3-20
80-97
Диметилформамид
Толуол (21) 3437568/18-10 (22) 07.05.82 ° (46) 15.09.83. Бюл. 9 34 (72) Б.Б. Кузьменко, Б.В. Кудашкин и Б.И. Ильин (71) Всесоюзный научно-исследователь- . ский институт источников тока (53) 621.35(088.8) (56). 1. Касимзаде M.Ñ. и др. Электрокинетические преобразователи информа» ции. М., "Энергия", 1973, с. 46.
„„SU„„1042092 А (54)(57) РАБОЧАЯ ЖИДКОСТЬ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, содержащая диметил-. формамид, отличающаяся тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя, она дополнительно содержит толуол при следующем соотношении компонентов, об.В:
1042092
Изобретение относится к измеритель, ной технике и автоматике, а Именно к молекулярно- электронныМ электрокинетическим преобразователям информации.
Известны электрокинетические преобразователи, содержащие корпус, пористую преобразующую мембрану, .упругие элементы, рабочую жидкость. Известны различные типы рабочих жидкостей, используемых в электрокинети- 10 ческих преобразователях. К таким. жидкостям относятся тщательно очищенная вода, спирты (метиловый, эти. ловый, изопропиловый ), нитробензол, ацетонитрил, диметилформамид, пропио- 15 нитрил, бензин с примесью нефтяного битума (1 ). бднокомпонентные органические полярные жидкости: спирты, нитробензол, ацетонитрил, пропионитрил, ацетон, диметилформамид дают относительно низкую чувствительность электрокинетического преобразователя (коэффициент преобразования. перепада давления на преобразующей мембране в электри
:ческое напряжение ).
Цель изобретения — повышение чувствительноати. электрокинетического преобразователя. указанная цель достигается тем, что рабочая жидкость электрокинетического преобразователя)механических величин ° содержащая диметилформаЪид„ дополнительно содержит толуол при следующем соотношении компонентов, о.б. Ъ: 35
Диметилформамид 3-20
Толуол 80-97
На чертеже показана зависимость коэффициента преобразования перепада давления на преобразующей мемб- 40 ране в электрическое напряжение
d 0„ (чувствительности преобразова.теля ) от объемной концентрации толуола (.С) в рабочей жидкости, представляющей "собой бинарный раствор диметилформамида и толуола.
Зависимость, изображенная на чертеже, получена экснериментально, преобразующая мембрана представляет собой широкб1используемую в электро - 50 кинетических преобразователях стеклянную пористую пластину с открытыми порами. Коэффициент преобразования аОп (чувствительность преобразования, растет с ростом концентрации толуола в растворе. Это связано со следующими основными факторами: первый — добавление толуола в диметилформамид увеличивает удельное сопротивление раствора, второй — при соприкосновении 60 бинарного раствора,с поверхностью диэлектрического материала, из которого изготавливается пористая мембра:на, происходит преимущественная ад.сорбция полярного диметилформамида по сравнению с неполярным толуолом.
Первый из этих факторов приводит к ., тому, что уМеньшаются обратные электрические токи утечки через преобразующую мембрану, второй — препятствует значительному уменьшению активности электрокинетической системы жидкость - твердое тело. В результате даже небольшая добавка толуола к диметилформамиду приводит к росту коэффициента преобразования (чувствительно=ти j преобразователя. Необхо димо отметить, что чистый толуол, как неполярная жидкость, не проявляет электрокинетической активности, однако введение его в диметилформамид приводит к положительному эффекту.
Точное значение концентрации предлагаемой рабочей жидкости зависит от конкретного назначения преобразователя и возможности электронной схемы, усиливающей выходной электричес- кий сигнал. Практически существенный положительный эффект дает добавление толуола в. раствор в количествах, со- ответствующих объемным концентрациям толуола, лежащим в диапазоне (.чертеж ) 80-97% (соответственно концентрации диметилформамида лежат в диапазоне 3-20% ). . В качестве примера конкретного выполнения рассмотрим рабочую жидкость, представляющую собой раствор диметилформамида.с толуолом при следующем соотношении компонентов, об.Ъ: диметилформамид 4; толуол 96.
Электрокинематические преобразователи давления, у которых в качестве рабочей жидкости используетсяуказанный раствор, а -в качестве преобразующей мембраны, — стеклянная пористая пластина, поры которой состав- ляют систему цилиндрических каналов диаметром 21 мм, имеет следующие выходные электрические характеристики.
Коэффициент преобразова-; ния перепада давления в электрическое напряженйа (чувствительность ), мВ/Па 13,9
Электрическое сопротивление, МОм . 1150
Гидравлическое сопротив: ление преобразующей мемб раны, Па/м 3 2;79 10
Если взять рабочие жидкости с предлагаемым предельным содержанием ком",п6нентов, об.%: димехилформамид 20; ! толуол 80; диаметилформамид 3; толуол 97,- то характеристики преобразователя с этими жидкостями будут иметь. следующие значения.
Коэффициенты преобразования перепада давления в электрическое напря жение (чувствительность), мВ/Па. 0,129 i 11,0,1042092
Электрические сопротивления, МоМ
Гидравлическое сопротивление преобраз„ющей мембраны, 10+8 Пас/мЗ
О, 615; 2170
3; 2,79
Составитель Н. Мараховская
Редактор Т. Парфенова Техред М.. Кастелевич Корректор М. Демчик 4Ф
Эаказ.7138/53 Тираж -703 . Подписное
BHHHIIH Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Электрокинетический преобразователь давления, у которого в качестве рабочей жидкости используется чистый диметилформамид, имеет коэффициент преобразования йерепада давления в электрическое напряжение (чувствительность ), равный 0,079 мВ/Па, элек.трическое сопротивлейие 0,050 Мом. Отсюда видно, что при переходе от рабочей жидкости, содержащей чистый диметилформамид к рабочей жидкости, содержащей бинарные растворы диметилформамида и толуола с предлагаемым . предельным содержанием компонентов чувствительность электрокинетического преобразователя увеличивается в
1,63 — 13,9 раз. Таким образом, дополнительное содержание толуола
10 в рабочей жидкости из диметилформамида при следующем соотношении компонентов, .об.%,. диметилформамид 3-20;
: толуол 80-97; - повышает чувствительность преобразователя.
