Электрохимический преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналистнческих

Республик

< >744753 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 030478 (21) 2598934/18-10 (5! )М. Кп.2 с присоединением заявки ¹

Н 01 G 9/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.80.Бюллетемь ¹ 24

Дата опубликования описания 3006.80 (53) УДК 581.787 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

М.Л.Фиш, В.М.Фиш и В.А.Стеценко

Севастопольский приборостроительный институт (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области электрохимических преобразователей электрических и неэлектрических ве-. личин °

Известны электрохимические преобразователи, содержащие объем с размещенными в нем считывающим общим и входными электродами, заполненный электролитом, образующим совместно с электродами обратймую окисли-: тельно-восстановительную систему 11, Ввиду того, что указанные преобразователи основаны на использовании диффузионных процессов в электролите, они обеспечивают линейное преобразование входных сигналов только в инфранизкочастотном диапазоне.

Из известных электрохимических . преобразователей наиболее близким зо по технической сущности является пре-, образователь, который содержит объем с размещенными в нем считывающим, общим и двумя входными электродами, заполненный электролитом, образующим 2д совместно с электродами обратимую окислительно-восстановительную систему, генератор периодических электрических импульсов с регулируемой формой и скважностью, подключенный 30 через нагрузку к считывающему элект- роду, к которому подсоединен вход элемента сравнения, второй вход элемента сравнения подключен к выходу генератора, а выход — ко входу сило« вого регулирующего элемента, выход которого подключен к нагрузке P) .

При изменении положения плоскости считывающего электрода в поле силы тяжести изменится чувствительность преобразователя, так как она определяется процессами массообмена вблизи считывающего электрода, которые, в свою очередь, зависят от подвижности и траекторий ионов, являющихся сравнительно тяжелыми. Это приводит к снижению точности такого преобразователя. Кроме того, его конструкция не позволяет контролировать и управлять концентрацией в области считывающего электрода, что. .сужает дйнамический диапазон, а следовательно, и функциональные возможности преобразователя.

Целью .изобретения является повышение точности преобразования и расширение функциональйых возможностей преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введен полый

744753

ЗО

Формула изобретения

45

60 цилиндр из инертного материала, одно основание которого образовано поверхностью считывающего электрода, а второе -- входным электродом, выпбл ненным проницаемым.

Принципиальное отличие предлагаемого преобразователя заключается в том, что использование нового элемен та = полого цилиндра из инертного материала и размещение в его основаниях считывающего и входного электродов ПОзволяет создать однонаправленное движение ионов и фиксировать их концентрацию на границе области. считывающего электрода, а следовательно, управлять величиной этой концентрации

На фиг. 1 изображен предлагаемый преобразователь; на фиг. 2 — временные диаграммы ceo работы.

Устройство имеет герметичный корпус 1, заполненный электролитом 2 (в. данном случае йод-йодидом). В указанном корпусе размещен полый цилиндр 3. Операционный усилйтелЫ 4 одйим входом подключен к нагрузочному резистору 5, а выходом — к базе транзистора б, эмиттер которого подсоединен ко второму выводу резистора

5. Второй вход операционного усилителя 4 подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов 7, второй вывод которого подсоединен к общей шине источника питания и к общему электроду 8. Сетчатый входной электрод 9 размещен в основании полого цилиндра 3, причем между укаэанным электродом 9 и общим электродом 8 подается регулируемое напряжение Ор„, а между вторым входным электродом 10, вйполненным в виде полого цилиндра, и общим электродом 8 подается регулируемое напряжение Up . Второе основание полого цилиндра 3 образова- но поверхностью -считывающего электрода 11, подключенного к общей точке :соединения резистора 5 и входа операционного усилителя 4.

Предложенный преобразователь работает следующим образом. При подаче импульсного напряжения U ц (фиг.2) амплитудой не менее 0,2 В от генератора 7 на вход операционного усилителя 4 это напряжение U передается на считывающий электрод 11, при этом напряжение U „,,„(фиг.2) через нагрузочный резистор 5 изменяется скачком с длительностью .г (фиг.2). При подаче напряжения U между входным 10 и общим 8 электродами изменяются условия отвода- подвода реагента к поверх- "ности считывающего электрода в паузах между импульсами Ur„ (фиг.2), что приводит к изменению длительности : скачка напряжения U+ы„(фиг.2). При подаче напряжения U между сетчатым

Р входным 9 и общим 8 электродами иэменяются не только условия отводаЙОйвода реагента к поверхности считывающего электрода 11, но и изменяется концентрация и- ее градиент внутри полого цилиндра 3. Это позволяет регулировать чувствительность преобразователя посредством концентрационных изменений в области считывающего электрода 11. Таким образом расширяется динамический диапазон и соответственно функциональные возможности преобразователя. Кроме того, с помощью входного электрода 9 можно фиксировать концентрацию на.границе области считывающего электрода 11.

Траектория движения реагента бт считывающего электрода будет направлена вдоль продольной оси цилиндра 3.

Поэтому в случае изменения положения поверхности в поле силы тяжести траектория не изменится, так как она задается геометрией введенного цилиндра 3. Причем процесс массообмена на считывающем электроде 11 контролируется с помощью входного электрода 9.

Это исключает нестабильность концентрации на границе области считывающего электрода. Таким образом повышается точность преобразования.

Использование нового элемента— полого цилиндра из инертного материала и размещение в его основаниях считывающего и входного электродов выгодно отличает предлагаемый преобразователь от указанного прототипа, так как значительно повышается ста- бильность и точность преобразователя, а также его функциональные возможности, что значительно расширит сферу использования такого преобразователя.

Электрохимический преобразователь, содержащий объем с размещенными в нем считывающим, общим и двумя входными электродами, заполненный электролитом, образующим совместно с электродами обратимую окислительновосстановительную систему, генератор периодических электрических импульсов с регулируемой формой и скважностью, подключенный через нагрузку к считывающему электроду, к которому подсоединен вход элемента сравнения, второй вход элемента сравнения подключен к выходу генератора, а выход — ко входу силового регулирующего элемента, выход которого подключен к нагрузке, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности преобразования, в преобразователь введен полый цилиндр из инертного материала, одна основание которого образовано поверхностью считывающего электрода, а второе — входным электродом, выполненным проницаемым.

744753

Составитель Н.Швыркова

Техред Ж. Кастелевич Корректор В. Синицкая

Редактор Е.Норалова

Заказ 3672/7 Тираж 844 Подписное

ЦНИИПИ 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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Стрижевский И.В. и др. Хемотроника. М., "Наука", 1974, с. 68-78.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2457058/18-10, кл. Н 01 G 9/22, 1977 {про" тотип) .