CS252108B1

CS252108B1 - A time interval indication method and a timing device for executing it

Info

Publication number: CS252108B1
Application number: CS837093A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Dousek; Jiri Jansta
Original assignee: Frantisek Dousek; Jiri Jansta
Priority date: 1983-09-29
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1987-08-13
Also published as: CS709383A1

Abstract

Způsob indikace uplynutí česového intervalu je založen na využití elektrochemického integrátoru elektrického proudu hermeticky uzavřeného, na jehož'aktivní elektrody se vloží elektrický náboj, který se následné vybijí konstantním proudem ze průběhu elektrochemické reakce, probíhající bez vývinu plynu, a po vymizení vloženého náboje zapoěne v integrátoru probíhat elektrochemická reekce vytvářející plyn, jehož tlak zdeformuje integrátor a vyvozená deformace se zpracuje jako mechanický impuls. Časovači zařízení k využiti způsobu je uspořádáno tak, že v misce, hermeticky a izolovaně zaklopené deformovatelným víčkem, je situována indikační elektroda separovaná od referentní elektrody distančním kroužkem, referentní elektroda je vodivě spojene s deformovatelným víčkem pružinou, deformovatelné víčko je opatřeno kontaktem zdroje, proti němuž je uspořádán kontakt indikátoru, a obě elektrody jsou vodivě spojeny se zdrojem přes pracovní odpor.The method of indicating the passage of a time interval is based on the use of a hermetically sealed electrochemical integrator of an electric current, on whose active electrodes an electric charge is inserted, which is subsequently discharged by a constant current from the course of an electrochemical reaction, which proceeds without the evolution of gas, and after the disappearance of the inserted charge, an electrochemical reaction is started in the integrator, forming a gas, the pressure of which deforms the integrator and the resulting deformation is processed as a mechanical impulse. The timing device for using the method is arranged so that in a bowl, hermetically and insulatedly closed by a deformable lid, an indicator electrode is situated, separated from the reference electrode by a spacer ring, the reference electrode is conductively connected to the deformable lid by a spring, the deformable lid is provided with a source contact, against which an indicator contact is arranged, and both electrodes are conductively connected to the source via a working resistor.

Description

Vynález ze týká způsobu, kterým lze dosáhnout indikace uplynutí časového intervalu jednoduchým způsobem, a současně ae týká zařízení k provedení způsobu, která je jednoduchá, neporuchová, výrobně levná a použitelné v Širokých mezích časového intervalu.The invention relates to a method by which a time interval indication can be achieved in a simple manner, and at the same time relates to an apparatus for carrying out a method that is simple, non-defective, cheap to manufacture and usable within wide time interval limits.

Indikace uplynutí časového intervelu se v současná době uskutečňuje pomocí hodinových strojů, které uběhnutí doby indikují mechanickým nebo elektrickým signálem nebo pomocí elektrochemických nebo polovodičových obvodů, které vydávají elektrická Impulsy potě, co uběhl požadovaný časový interval. Způsob indikace je tedy vázán s použitým česovaclm zařízení*.The time-lapse indication is presently accomplished by means of clock machines, which indicate the elapsed time by a mechanical or electrical signal, or by means of electrochemical or semiconductor circuits, which emit electrical impulses after the desired time interval has elapsed. The method of indication is thus tied to the screening device used.

Časovači obvody, která mají po určená době poskytnout dále zpracovatelný elektrický signál, se konstruují v současná době na základě hodinových strojů, která mechanicky spínají příslušné kontakty, nebo z polovodičových součástí a relé. Nevýhodou prvně zmíněných je malá mechanická odolnost, druhých je poměrná složitost a nákladnost.The timing circuits, which are intended to provide a further processable electrical signal after a specified period of time, are currently constructed on the basis of clock machines which mechanically switch the respective contacts, or from semiconductor components and relays. The disadvantage of the former is the low mechanical resistance, the latter being relatively complex and expensive.

K sestavení Sasovaeího obvodu, který po určené době poskytne dále zpracovatelný elektrický signál, js možná použít taká elektrochemických integrátorů elektrického proudu.Electrochemical electric current integrators may be used to build an Sas circuit that provides a further processable electrical signal after a specified period of time.

K měření času je v nich využito Fsredayových zákonů. Tyto integrátory jsou v podstatě elektrolyzáry, na jejichž elektrodách probíhají elektrochemická reakce, jejichž produkty se hodí ke kvantitavnlmu akumulování elektrického náboje. Konec vybití náboje je možné zjistit například ampárometričky, potenelometricky nebo ze změny svorkového napětí integrátoru.Fsreday's laws are used to measure time. These integrators are essentially electrolysers, at the electrodes of which an electrochemical reaction takes place, the products of which are suitable for the quantitative accumulation of electric charge. The end of charge discharge can be detected, for example, by amperometers, potenelometrically or by changing the terminal voltage of the integrator.

Tak například u rtuiového Integrátoru lze použít vhodného kapacitního snímače, umístěného na trubici a rtuiovými elektrodami, k Indikování doby, kdy kapka elektrolytu mezi rtuiovou anodou a katodou právě prochází čidlem. Dále je možná použít např. jodového nebo argentchloridováho integrátoru, na jejichž elektrodách se na konci vybití předem vloženého náboje objeví nepětový skok řádově v desetinách voltu. Dslěí zpracování elektrického signálu u takových systémů je ověem zatíženo podobnými nevýhodami, jeká byly zmíněny u časovýeíeh obvodů, využívajících polovodičových součástí e relé.For example, in a mercury integrator, a suitable capacitive sensor mounted on a tube and mercury electrodes can be used to indicate the time when an electrolyte drop between the mercury anode and the cathode is just passing through the sensor. It is also possible to use, for example, an iodine or argentloride integrator, on whose electrodes at the end of the discharge of the pre-charged charge, a non-surge jump occurs in the order of tenths of a volt. The longer processing of the electrical signal in such systems is, however, burdened with similar disadvantages as mentioned in the timing circuits utilizing semiconductor relay components.

Podstatného zjednodušení konstrukce časovaeího zařízení a zvýěení spolehlivosti indikace se dosáhne způsobem Indikace uplynutí česováho intervelu pomocí elektrochemického integrátoru elektrlekáho proudu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na aktivní elektrody hermeticky uzavřeného integrátoru vloží elektrický náboj, který ee následně vybíjí konstantním proudem zs průběhu elektrochemické reakce, probíhající bez vývinu plynu, načež po vymizení vloženého náboje započne v integrátoru probíhat elektrochemická reakce vytvářející plyn, jehož tlak zdeformuje integrátor a vyvozená deformace se následně spraeuje jako mechanický impuls.Significant simplification of the timing device construction and increase of the reliability of the indication is achieved by the method of Indication of expiration of the cesium interval by the electrochemical electric current integrator according to the invention, which is based on inserting electric charge on active electrodes of hermetically sealed integrator. electrochemical reactions, without gas evolution, after which the charged charge starts to disappear in the integrator, producing a gas whose pressure deforms the integrator and the resulting deformation is then processed as a mechanical impulse.

Součástí vynálezu je dále časovači zařízení k provádění způsobu jehož podstata spočívá v tom, že v misce hermeticky a izolovaně zaklopená deformovatelným víkem js situována indikační elektroda separovaná od referentní elektrody distančním kroužkem, referentnl elektroda je vodivě spojena s deformovatelným vlčkem pružinou, deformovetelná víčko je opatřeno kontaktem zdroje, proti němuž je uspořádán kontakt indikátoru e obě elektrody jsou vodivě spojeny se zdrojem přes pracovní odpor.The invention further provides a timing device for carrying out the method, characterized in that the indicating electrode separated from the reference electrode by a spacer ring is located in the bowl hermetically and isolated by the deformable lid, the reference electrode is conductively connected to the deformable wolf by a spring. The electrodes are connected to the source via a working resistor.

Předností spůsobu podle vynálezu je, že uplynutí časového intervalu je indikováno se mnečnou spolehlivostí i za ztížených podmínek a dává možnost konstruovat časovači zařízení, která je výrobně levné, nevyžadující údržbu a použitelné v Širokých mezích časového intervalu. Časovači zařízení lze s výhodou realizovet jako jednorázově použitelné.An advantage of the method according to the invention is that the expiration of the time interval is indicated with low reliability even under difficult conditions and gives the possibility to construct a timing device which is cheap to manufacture, maintenance-free and usable within wide time interval limits. The timing device can advantageously be implemented as a disposable one.

jgpůsob podle vynálezu je založen na vhodné kombinaci elektrochemických reekcí, které probíhají v elektrochemickém integrátoru elektrického proudu, a na důsledcích jejich spojení. Při použití integrátoru s indikační elektrodou z porézní mědi e referentní elektrodou ze směsi mědi a oxidu rařánetého lze ukládání náboje popsat reakcí.The method according to the invention is based on a suitable combination of electrochemical reactions taking place in an electrochemical electric current integrator and on the consequences of their connection. When using an integrator with a porous copper indicating electrode and a reference electrode of a mixture of copper and rancetal oxide, the charge deposition can be described by reaction.

Cu + 2 OH' —-* Cu₂0 + H₂0 + 2 e vybíjení náboje reakcíCu + 2 OH + - Cu ₂ O + H ₂ O + 2 e charge discharge by reaction

Cu₂O + H₂O + 2 e -y 2 Cu + 2 HO^- e po kvantitativním zredukování oxidu měáného započne reakceCu ₂ O + H ₂ O + 2 e - y 2 Cu + 2 HO ^- e after quantitative reduction of cuprous oxide the reaction starts

HgO + 2 e -r-ý H₂ (Cu) + 2 OH^- při které se vyvíjí vodík. Indikovený časový interval vyměřuje tedy velikost vloženého náboje, velikost, vybíjecího proudu a odolnost víčka proti deformaci.H ₂ O + 2 e -r H ₂ (Cu) + 2 OH ^- in which hydrogen evolves. Thus, the indicated time interval measures the size of the intermediate charge, the magnitude, the discharge current, and the deformation resistance of the cap.

Tak například volný prostor v knoflíkové nádobce o průměru 20 mm a tlouštce 4 mm má objem 0,157 cm^, takže při proudu 10^-^ A ae v ní vytvoří elektrolýzou přetlak 0,1 MPa vodíku za 21 minut a 0,2 MPa za 44 minut. Vytvořený přetlak vodíku se využije k deformaci nádobky integrátoru a tím k jeho funkci jako jednorázového elektrochemického časového spínače.For example, the free space in the buttonhole of the container with a diameter of 20 mm and a thickness of 4 mm has a volume of 0.157 cm @ so that when the current of 10 ^- ^ and AE in the electrolysis creates overpressure of 0.1 atm of hydrogen for 21 minutes and 0.2 MPa for 44 minutes . The hydrogen overpressure generated is used to deform the integrator container and thereby function as a one-time electrochemical timer.

Na připojeném vyobrazení je řez časovacím zařízením podle vynálezu a současně je schematicky znázorněno jeho zapojení.The attached figure is a cross-sectional view of a timing device according to the invention and at the same time its connection is schematically shown.

Na obr. znázorněné jednorázové časovači zařízení sestává z misky 2 z ocelového poniklovaného plechu, uzavřené hermeticky ocelovým poniklovaným deformovatelným víčkem 1 pomocí pružného izolačního těsnění 2. Víčko 4 nebo miska 2 má případně vhodný prolis, usnadňující deformaci působením přetlaku uvnitř zařízení. Do misky 2 je vodivě umístěna indikační elektroda 8, separovaná distančním kroužkem 2 z izolační hmoty od referentní elektrody 6. Prostor 10 je vyplněn elektrolytem. Pružina 3 plní funkci elektrického kontaktu elektrody 6 s víčkem 4. Víčko 4 je jedním pólem elektrochemického integrátoru, miska 2 druhým pólem. Na indikační elektrodu 8 se vloží žádaný náboj nabíjením stejnosměrným proudem. K vybíjení náboje pak slouží stejnosměrný proud ze zdroje 11, jehož intensita je nastavena pracovním odporem 12· Vybíjecí obvod je jedním pólem připojen k elektrodám přes misku 2 ® druhým pólem pomocí pružného kontaktu £ zdroje k víčku 4· Proudový okruh indikátoru 13 je otevřen, dokud má integrátor původní tvar. Zdeformování víčka 4 přetlakem plynu vznikejícího elektrochemickou reakcí způsobí spojení kontaktu indikátoru 1 s kontaktem zdroje a tím zapojení proudu do indikátoru 13·The disposable timing device shown in FIG. Consists of a nickel-plated steel plate 2 closed by a hermetically sealed nickel-plated deformable lid 1 by means of a flexible insulating seal 2. The lid 4 or the bowl 2 optionally has a suitable indentation facilitating deformation by overpressure inside the device. An indicator electrode 8, separated by a spacer ring 2 of insulating material from the reference electrode 6, is conductively placed in the dish 2. The space 10 is filled with electrolyte. The spring 3 functions as the electrical contact of the electrode 6 with the cap 4. The cap 4 is one pole of the electrochemical integrator, the cup 2 is the other pole. The required charge is charged to the indicating electrode 8 by direct current charging. The charge is then discharged by a direct current from the source 11, the intensity of which is set by a working resistor 12. the integrator has its original shape. The deformation of the cap 4 by the overpressure of the gas produced by the electrochemical reaction causes the contact of the indicator 1 to be connected to the contact of the source and thus the current to the indicator 13 being connected.

Způsob podle vynálezu lze výhodně využít ke konstrukci jednoduchých a levných jednorázových časových spínačů a indikátoru pro nejrůznější účely použití.The method according to the invention can advantageously be used to construct simple and inexpensive disposable timers and indicators for a variety of applications.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A method of indicating the time interval by means of an electrochemical electric integrator characterized in that an electric charge is applied to the active electrodes of a hermetically sealed integrator, which is subsequently discharged with a constant current from the gas evolution electrochemical reaction. of the integrator, an electrochemical reaction generating a gas, the pressure of which distorts the integrator and the resulting deformation is then processed as a mechanical impulse generated by the integrator deformation induced by the pressure of the gas produced.

2. A timing device for carrying out the method according to claim 1 having a hermetically sealed electrochemical integrator formed by a dish in which the indicating electrode and the reference electrode are located and which is hermetically and in isolation closed by a lid, characterized in that the lid (4) is deformable and conductively connected a reference electrode (6) with a spring (3) and is provided with a contact (2) of the source (11), against which the contact (i) of the indicator (13) is arranged so that both electrodes (6, 8) are conductively connected to the source (11) through working resistance (12).