DD160910A1

DD160910A1 - ELECTROLYTIC ARRANGEMENT FOR SWITCHING AND MEASURING LONG SERVICE TIMES

Info

Publication number: DD160910A1
Application number: DD21218179A
Authority: DD
Inventors: Erich Schleicher
Original assignee: Mittweida Ing Hochschule
Priority date: 1979-04-12
Filing date: 1979-04-12
Publication date: 1984-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrolytische Anordnung zur Schaltung u. Messung langer Betriebszeiten, d. in einfacher Weise die elektron. Anzeige von Zeitintervallen, die Ausloosung von Schaltvorgaengen, die Strom-Zeit-Messung bei elektrischen Vorgaengen und die Langzeitschaltung ueber Zeitraeume von Monaten oder Jahren ermoeglicht. Erfindungsgemaess wird dazu ein an sich bekanntes Mikrocoulometer mit seitlich in die Kapillare hineinragenden, paarweise gegenueber angeordneten Elektroden versehen, die durch die Quecksilbersaeure kurzgeschlossen sind, beim Durchgang des sich zwischen den beiden Quecksilbersaeulenhaelften befindlichen, mit Elektrolyt gefuellten Zwischenraumes aber durch den Widerstand dieses Elektrolyten ueberbrueckt werden. Zur technologischen Realisierung wird eine aus 2 Plaettchen bestehende Sandwichanordnung vorgeschlagen, von denen ein Plaettchen die die Kapillare bildende Rille traegt, waehrend das andere Plaettchen die Elektroden als Schichtstruktur enthaelt. In dieser Form bildet die erfindungsgemaesse Anordnung ein neuartiges Bauelement, d. durch seinen geringen Strombedarf und die niedrigen Betriebsspannungen auf vielen Gebieten der Elektronik, insbesondere auf dem Gebiet der Zuverlaessigkeitsanalyse, des Service u.a. eingesetzt ist.The invention relates to an electrolytic arrangement for circuit u. Measurement of long operating times, d. in a simple way the electron. Display of time intervals, the triggering of switching operations, the current-time measurement of electrical events and the long-term switching over periods of months or years allows. According to the invention, a per se known microcoulometer is provided with electrodes protruding laterally into the capillary, which are short-circuited by the mercuric acid, but are bridged by the resistance of this electrolyte during passage of the interstice filled with electrolyte between the two mercury halves , For the technological realization, a sandwich arrangement consisting of 2 plates is proposed, of which one plate carries the groove forming the capillary, while the other plate contains the electrodes as a layered structure. In this form, the inventive arrangement forms a novel device, d. due to its low power consumption and low operating voltages in many fields of electronics, especially in the field of reliability analysis, service and others. is used.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Elektrolytische Anordnung zur Schaltung und Messung langer ßetriehszeitenElectrolytic arrangement for switching and measuring long operating times

Anwendungsgebiet aar ErfindungApplication area aar invention

Die Erfindung betrifft eine elektrolytisch Anordnung zur Schaltung und Messung langer Betriebszeiten« die ohne bewegte mechanische Teile arbeitet und «regen der geringen Spannung und des geringen Stromverbrauches zur Betriebszeitmessung in elektronischen und elektrischen Gerfiten und Anlagen eingesetzt werden kann· In einer möglichen Ausföhrungefor« stellt sie ein neues Bauelement dar, das hinsichtlich der Gehäuse for» und der Größe den abliefe®« Wik^elektronischen Schaltkreisen entspricht und direkt iß Leiterplatten eingelötet werden kann· In Abhängigkeit von der Baschaltursg gestattet die Anordnung» Betriebszeiteß in der Größenordnung von wenigen Stunden bis zu etwa 10 000 Stunden mit einer durch die Ausführueagsform wählbaren Genauigkeit zu messen und innerhalb dieser Intervalle bestimmte Zeitwerte elektro« nisch zu signalisieren und SchaItvorginge auszulösen. Durch Änderung der externen elektronischen Schaltelemente ist auch eine Anwendung als Strom-Zeit-Integrator« als Leistungsmesser oder als Zeitmesser mit Sch©ltfunktion möglich.The invention relates to an electrolytic arrangement for switching and measuring long periods of operation, which operates without moving mechanical parts and which can be used to measure the operating time in electronic and electrical devices and installations. In a possible embodiment, it can operate with low voltage and low power consumption new component, which corresponds to the electronic and electronic circuits with regard to the case size and size, and can be soldered directly to circuit boards. Depending on the bias level, the arrangement allows "operating time" in the order of a few hours up to about 10 000 hours with an accuracy that can be selected by the execution form and to electronically signal certain time values within these intervals and trigger events. By changing the external electronic switching elements, an application as a current-time integrator «as a power meter or as a timer with switching function is possible.

Die Feststellung der Betriebsdauer der elektrischen und elektronischen Geräte ist vor allem für Zuverlässigkeitsuntersuchungen, für den Service, für Garantie- und Durchsichtsarbeiten, aber auch für viele meßtechnische Zwecke von großer Bedeutung. Wegen der Einfachheit der Anordnung ist eine breite Anwendung möglich«The determination of the operating life of the electrical and electronic devices is especially for reliability studies, for the service, for warranty and review work, but also for many metrological purposes of great importance. Because of the simplicity of the arrangement, a broad application is possible «

Characteristic of the known technical solutions

Die bekanntesten Anordnungen zur Messung langer Betriebszeiten sind elektromechanisch aufgebaut und bestehen aus einem Elektromotor, Getriebe und Zählwerk bzw. aus einem Zählwerk, das über ein in Intervallen geschaltetes Relais bewegt wird. Diese Anordnungen sollen hier nicht weiter betrachtet werden, da ihre Wirkungsweise gegenüber der erfindungsgemäßen Anordnung völlig verschieden ist und ihr großer Leistungsbedarf nur bestimmte Einsatzfälle zuläßt.The most well-known arrangements for measuring long operating times are constructed electromechanically and consist of an electric motor, gear and counter or from a counter, which is moved via a relay connected in intervals. These arrangements should not be considered here further, since their mode of operation is completely different from the arrangement according to the invention and their large power requirement allows only certain applications.

Diese Nachteile überwinden die Coulometer oder Voltameter, die auf der Messung einer durch Elektrolyse abgeschiedenen Stoffmenge beruhen. Bekannte Ausführungen sind das Knallgas-Coulometer, bei dem die Ladung von 1 Ae unter Normalbedingungen durch Elektrolyse einer wäßrigen Lösung OJl74 cm Knallgas bildet, das Kupfer- und das Silber-Voltameter, in denen je As 0,329 mg Cu bzw. 1,118 mg Ag abgeschieden werden.These disadvantages are overcome by the coulometers or voltammeters, which are based on the measurement of a quantity of substance deposited by electrolysis. Known embodiments are the oxyhydrogen coulometer, in which the charge of 1 Ae under normal conditions forms by electrolysis of an aqueous solution OJl74 cm detonating gas, the copper and the silver voltameter, in which each As 0.329 mg of Cu or 1.118 mg of Ag are deposited ,

Ein auf diesem Prinzip beruhendes Gerät zur Leistungsmessung in Gleichstromnetzen mit Quecksilberfüllung und Elektrolyten ist als Stiazähler seit Oahrzehnten bekannt und war weit verbreitet. .A device based on this principle for measuring power in DC networks with mercury filling and electrolytes has been known as a stalk counter since decades and was widely used. ,

Eine Weiterentwicklung für elektronische Geräte erfuhren diese Anordnungen durch die sogenannten elektrolytischen Mikrocoulometer. Diese bestehen aus einer mit Quecksilber gefüllten. Kapillare» die an einer Stirnseite durch eine als Kathode dienende Elektrode, an der anderen Stirnseite durch eine Anode abgeschlossen wird. Innerhalb der Quecksilbersäule befindet sich ein kleiner, mit Elektrolyt gefüllter Zwischenraum.A development for electronic devices experienced these arrangements by the so-called electrolytic Mikrocoulometer. These consist of one filled with mercury. Capillary "which is closed at one end by an electrode serving as a cathode, at the other end by an anode. Within the column of mercury is a small space filled with electrolyte.

Wenn durch diese Anordnung ein Gleichstrom fließt, so gilt für die ablaufenden Vorgänge das Faradaysche Gesetz» das in seiner Form für konstante Ströme M = A«I«At lautet. Dabei sind M die abgeschiedene Stof fmengeinjcjj » A das elektrochemische Äquivalent,d.h. eine Materialkonstante» die angibt,, wieviel Gramm eines bestimmten Ions von einer As abgeschieden werden, I ist der Strom in £aJ undAt die Stromflußzeit. Bei dem beschriebenen Mikrocoulometer gehen an der mit dem positiven Pol verbundenen Quecksilbersäule Hg-Ionen in Lösung, wandern durch den Elektrolyten und werden an der mit dem negativen Pol verbundenen Quecksilbersäule wieder abgeschieden. Das Quecksilber wandert also mit dem Strom vom positiven zum negativen Pol, d.h., die positive Quecksilbersäule wird kurzer, die negative dagegen langer; der mit Elektrolyt gefüllte Zwischenraum wandert somit entgegen der Stromrichtung· Bei konstantem Strom ist die durchwanderte Strecke der Stroraflußzeit proportional. Die Stromkonstanz wird durch äußere Beschaltung gewährleistet.If a direct current flows through this arrangement, then Faraday's law, which in its form for constant currents M = A «I« At, is valid for the processes which proceed. Here, M is the deposited substance, and M is the electrochemical equivalent, i. a material constant, which indicates how many grams of a given ion are deposited by an As, I is the current in £ aJ and At is the current flow time. In the described microcoulometer, Hg ions go into solution at the mercury column connected to the positive pole, migrate through the electrolyte and are deposited again at the mercury column connected to the negative pole. The mercury thus travels with the current from the positive to the negative pole, that is to say, the positive mercury becomes shorter, while the negative becomes longer; the intermediate space filled with electrolyte thus migrates counter to the direction of flow. · At constant current, the distance traveled is proportional to the current flow time. The current constancy is ensured by external wiring.

Ein solches Mikrocoulometer ist. entsprechend der allgemeineren Form des Faradayschen Gesetzes M * A»*Yi(t)dt in bekannter tfVeise auch als Strom-Zeit-Integrator für zeitlich schwankende Ströme einsetzbar· Dabei entspricht die von dem Elektrolytzwischenraum zurückgelegte Strecke direkt der transportierten Elektrizitätsälenge·Such a microcoulometer is. in accordance with the more general form of Faraday's law M * A »* Yi (t) dt can also be used in a known manner as a current-time integrator for time-varying currents. The distance traveled by the electrolyte gap corresponds directly to the transported electricity hall.

Solche Mikrocoulometer sind hinsichtlich ihrer Wirkungsweise in einem weiten Temperaturbereich von etwa - 30...+ 70 C temperaturunabhängig, wobei durch spezielle Werkstoffe eine Ausweitung auf + 125⁰C erreichbar sein soll.Such Mikrocoulometer are independent of temperature with respect to their mode of action in a wide temperature range of about - 30 ... + 70 C, with an expansion to + 125 ⁰ C should be achievable by special materials.

Ein anderer Coulometertyp besteht auä Rb Ag O₁. als Festelektrolyt mit Gold- urid Silberelektrode· Auch er wird als Betriebsstundenzähler eingesetzt und läßt sich durch Stromumkehr umschalten. Am Ende des Elektrolyseprozesses entsteht über der Zelle ein als Signalgröße ausnutzbarer Spannungssprung. Zwischenzeitliche Schaltvorgänge sind jedoch in keiner der beschriebenen elektrolytischen Anordnungen möglich.Another type of coulometer is Rb Ag O ₁ . It is also used as an hour meter and can be switched by current reversal. At the end of the electrolysis process, a voltage jump that can be exploited as a signal variable is created above the cell. Intermediate switching operations, however, are not possible in any of the described electrolytic arrangements.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung setzt sich zum Ziel, auf einfache Weise die elektronische Anzeige langer Betriebszeiten sowie die Auslösung von Schaltvorgängen in beliebigen Zeitintervallen in einer kleinen, robusten Anordnung zu realisieren« Spannung und Verbrauch der Anordnung sollen dabei in einem so niedrigen Bereich liegen, daß sie in den üblichen elektronischen Schaltkreisen verwendet werden kann. Sie soll auch hinsichtlich ihrer konstruktiven Ausführung mit diesen Schaltkreisen kompatibel sein.The invention has the aim to easily realize the electronic display of long operating times and the triggering of switching operations in arbitrary time intervals in a small, robust arrangement "voltage and consumption of the arrangement should be in such a low range that they are in the usual electronic circuits can be used. It should also be compatible with these circuits in terms of their structural design.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das an sich bekannte Quecksilber-Coulometer durch Veränderung der Stromflußbahn für elektrische und elektronische Schaltvorgänge einsetzbar zu machen und damit die Entwicklung eines Bauelementes zu ermöglichen^ das für eine große Anwendungsbreite im Gebiet der Zeitmessungen, der Betriebszeitmessungen und der Strom-Zeit-Messungen geeignet ist.The invention has for its object to make the known per se mercury Coulometer by changing the current flow path for electrical and electronic switching operations and thus to allow the development of a device ^ for a wide range of applications in the field of time measurements, the operating time measurements and the current Time measurements is suitable.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in ein an sich bekanntes Mikrocoulometer entsprechend Figur 1 quer zur Quecksilbersäule gegenüberliegende Elektroden in die Kapillare hineinragen, deren Breite kleiner ist ale der mit Elektrolyt gefüllte Zwischenräume Wird an eine solche Anordnung eine Gleichspannung gelegt, so wird Quecksilber vor der positiven Säule abgetragen und über den Elektrolyt an der negativen Säule angelagert. Die positive Säule wird bei Stromfluß somit kürzer^ und die negative Säule wird länger. Oa der Zwischenraum in seiner Länge unverändert bleibt, wandert er somit vom negativen zum positiven Pol. Die entsprechend Figur 1 in die Kapillare hineinragenden gegenüberliegenden Elektroden A^-B₁., A₃-S₂* ^A3**^B3 usw. werden durch das Quecksilber kurzgeschlossen. Wenn sich zwischen den gegenüberliegenden Elektroden jedoch der mit Elektrolyt gefüllte Zwischenraum befindet, so bildet er für einen über die gegen·According to the invention the object is achieved in that in a per se known microcoulometer according to Figure 1 transversely to the mercury column protruding electrodes project into the capillary, the width of which is smaller ale filled with electrolyte spaces is placed on such an arrangement a DC voltage, then mercury ago removed from the positive column and attached via the electrolyte to the negative column. The positive column becomes shorter when current flows ^ and the negative column becomes longer. Since the gap remains unchanged in length, it thus moves from negative to positive pole. The opposite electrodes A 1 -B ₁ , A ₃ -S ₂ * ^A 3 ** ^B 3, etc. projecting into the capillary according to FIG. 1 are short-circuited by the mercury. If, however, the space filled with electrolyte is between the opposing electrodes, it forms a barrier against

überliegenden Elektroden fließenden Strom einen Widerstände wenn die Breite der Elektroden kleiner ist als die Länge dieses Zwischenraumes.Overlying electrodes flowing current resistors when the width of the electrodes is smaller than the length of this gap.

Für die Zusammensetzung des wäßrigen Elektrolyten und seinen elektrischen Widerstand sind zahlreiche Angaben bekannt. Seine Wänderungsgeschwindigkeit folgt in ebenfalls bekannter Weise dem Gesetz I· At = const., wenn mit I der längs durch die Quecksilbersäule für den Zeitraum A t fließende Strom be- ° zeichnet wird. Die Wänderungs§eschwindigkeit des elektrolytischen Zwischenraumes ist somit durch den Strom I einstellbar« Größere Ströme ergeben eine größere Wanderungsgeschwindigkeit. Wird eine solche Anordnung in einem zu überwachenden Gerät an die konstante Betriebsspannung über einen Vorwiderstand angeschlossen, so ist der von dem elektrolytischen Zwischenraum zurückgelegte Weg ein Maß für die Summe der Einschaltzeiten. Der durch die Anordnung fließende Strom, im wesentlichen charakterisiert durch Vorwiderstand und Betriebsspannung» bestimmt zusammen mit den Abmessungen der Kapillare die maximale anzeigbar« Betriebszeit· Es kann abgeschätzt werden« daß dafür eine Ladung von einigen Milliamperestunden erforderlich ist. Bei einer Länge der Kapillare von 10...30 mm ergibt sich damit eine Betriebszeitanzeige von einigen 100 bis 10 000 Stunden. Die Ströme liegen dann bei Werten von weniger als 1 Milliampere bis weniger als 1 Mikroampere.For the composition of the aqueous electrolyte and its electrical resistance numerous details are known. = Its walls approach speed follows in a likewise known manner the law I · At const., With I when the current flowing longitudinally through the mercury column for the period A t sawn ° is distinguished. The rate of change of the electrolytic gap is thus adjustable by the current I. Larger currents result in a greater migration speed. If such an arrangement is connected in a device to be monitored to the constant operating voltage via a series resistor, the distance traveled by the electrolytic gap is a measure of the sum of the switch-on times. The current flowing through the device, essentially characterized by series resistance and operating voltage "together with the dimensions of the capillary, determines the maximum displayable operating time · it can be estimated" that a charge of a few milliamp hours is required for this. With a capillary length of 10 ... 30 mm, this results in an operating time display of several 100 to 10,000 hours. The currents will then range from less than 1 milliamp to less than 1 microamp.

Bei der Verwendung der Anordnung als Strom-Zeit-Integrator gelten im Prinzip die gleichen Gesetze, wobei man durch äußere Beschallung, etwa durch Spannungsteiler, einen weiten Variationsbereich der Ströme und Zeiten überstreichen kann«When using the arrangement as a current-time integrator apply in principle the same laws, where you can sweep through external sound, such as by voltage divider, a wide range of variation of the currents and times «

Die seitwärts in die Kapillare hineinragenden Elektroden können in an sich bekannter Weise mit einer elektronischen Schaltung verbunden werden, die zur Auslösung von Schaltvorgängen führt, wenn sich zwischen ihnen der mit Elektrolyt gefüllte Zwischenraum, d.h. ein von 0 verschiedener Widerstand befindet. Zweckmäßige rweise wird dazu ein schwacher Wechselstrom an die Elektroden gelegt, der selbst keine Polarisierung und keine Beein-The electrodes projecting laterally into the capillary can be connected in a manner known per se to an electronic circuit which leads to the triggering of switching operations when the space filled with electrolyte between them, i. one of 0 different resistance is located. It is advisable to apply a weak alternating current to the electrodes, which itself has no polarization and no interference.

flussung ties Eluxtrolyseprozesses bewirkt. Einige daraus resultierende Einsatzfälle sind die optische oder akustische Anzeige bestimmter Betriebszeiten, d.h. bestimmter durchlaufener Wegstrecken des Zwischenraumes, die Schaltung von elektronischen Einrichtungen,, die Umschaltung der Flußrichtung des Elektrolysestromes durch die Quecksilbersäule mit Hilfe der in der Nähe von Kathode bzw. Anode angebrachten gegenüberliegenden Elektroden, da das Wirkprinzip eine Umkehrung des Elektrolysevorganges zuläßt. Auch lassen sich die erfindungsgemäßen Anordnungen in Serie und parallel schalten, was zu weiteren Anwendungsfällen, beispielsweise zu unterschiedlichen Wegstrecken und damit beispielsweise zu größeren Anzeigegenauigkeiten im ersten Teil der Betriebszeit führt. Dies könnte von Bedeutung sein für eine besonders genaue Erkennung der Frühausfallphase von elektronischen Geräten.flow of the process of eluxtrolysis. Some resulting applications are the visual or audible indication of certain operating times, i. certain swept distances of the gap, the circuit of electronic devices, the switching of the flow direction of the electrolysis current through the mercury column using the mounted near the cathode or anode opposite electrodes, since the operating principle allows a reversal of the electrolysis process. The arrangements according to the invention can also be connected in series and in parallel, which leads to further applications, for example to different distances and thus, for example, to greater display accuracies in the first part of the operating time. This could be important for a particularly accurate detection of the early failure phase of electronic devices.

Strom-Zeit-Integratoren entsprechend der erfindungsgemäßen Anordnung, die eine Ladungsmenge anzeigen, könnten vorteilhaft für Akkumulatorenladestationen eingesetzt werden, wo sie nach einer bestimmten Ladungsmenge Abschaltvorgänge auslösen. Mit den angeführten Beispielen ist die Einsatzbreite nicht erschöpft.Current-time integrators according to the arrangement according to the invention, which indicate an amount of charge, could be advantageously used for accumulator charging stations, where they trigger shutdown after a certain amount of charge. With the examples given, the range of application is not exhausted.

Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich, wie in Figur 2 im Schnitt dargestellt ist, technologisch einfach dadurch realisieren, daß die Kapillare durch eine beispielsweise verklebte Sandwichanordnung von zwei ebenen Plättchen gebildet wird_t von denen ein Plättchen 1 eine rillenartige Vertiefung 3 enthält, während auf das andere Plättchen 2 die Stromanschlüsse als Schichten aufgebracht sind. Figur 3a zeigt die Draufsicht auf das die Stromanschlüss© tragende Plättchen 2, Figur 3b zeigt das mit der Rille 3 versehene Plättchen 1. Die Anzahl der Anschlüsse und die konkrete Ausführungsform ergeben sich aus dem speziellen Anwendungsfalle Diese Sandwichanordnung stellt somit ein neues elektronisches Bauelement dar, das in seinen Abmessungen den Gehäuseformen der üblichen integrier? ten Schaltkreise angepaßt werden kann. Die SchichtelektrodenThe arrangement according to the invention can, as shown in Figure 2 in section, realize technologically simple in that the capillary is formed by an example glued sandwich arrangement of two flat plates _t of which a plate 1 contains a groove-like depression 3, while on the other Platelets 2, the power connections are applied as layers. FIG. 3 a shows the top view of the chip 2 carrying the current connection ©, FIG. 3 b shows the chip 1 provided with the groove 3. The number of connections and the specific embodiment result from the specific application trap. This sandwich arrangement thus represents a new electronic component. that integrates in its dimensions the housing forms of the usual? th circuits can be adapted. The layer electrodes

werden zweckmäßigerweise aus Platin aufgedampft oder aufgesputtert. Als Werkstoff für die beiden Plättchen kommen die in der Dünn- und Dickschichttechnik üblichen Substratwerkstoffe in Betracht, also Glas» insbesondere wenn die Stellung des Zwischenraumes auch visuell beobachtet werden soll« oder Keramik* Es ist jedoch auch denkbar, geeignete Plastwerkstoffe zu verwenden. Die angegebene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ermöglicht es weiterhin» Widerstände nach den bekannten Verfahren der Dick« und Dünnschichttechnik auf einem Plättchen aufzubringen und so neuartige integrierte Schaltkreise zur Messung langer Betriebszeiten zu fertigen, die durch ihre Einfachheit und kostengünstige Technologie und ihre elektrische und konstruktive Kompatibilität zur Elektronik, insbesondere zur Mikroelektronik für breite Einsatzgebiete anwendbar sind und eine Lücke im Bauelementesortiment schließen.are suitably vapor-deposited from platinum or sputtered on. As the material for the two platelets are the usual substrate materials in thin and thick film technology into consideration, ie glass "especially if the position of the gap should also be visually observed" or ceramic * However, it is also conceivable to use suitable plastic materials. The specified embodiment of the arrangement according to the invention also makes it possible to apply "resistors according to the known methods of the thickness" and thin-film technology on a wafer and so to manufacture novel integrated circuits for measuring long operating times, which by their simplicity and cost-effective technology and their electrical and constructive compatibility Electronics, in particular for microelectronics for a wide range of applications are applicable and close a gap in the range of components.

Bei der Betriebszeitmessung in Wechselstromkreisen ist eine externe Gleichrichtung durch Dioden erforderlich, die als Z-Dioden in bekannter Weise gleichzeitig für Stabilisierungszwecke genutzt werden können· Wenn die Elektrolyse durch eine eigene Batterie gespeist wird, so kann die Anordnung als Zeitmesser für sehr lange Zeiträume oder als Langzeitschaltuhr dienen«In the operation time measurement in AC circuits an external rectification by diodes is required, which can be used as Z-diodes in a known manner simultaneously for stabilization purposes · If the electrolysis is powered by its own battery, the arrangement can be used as a timer for very long periods or as Serve long timer «

Ausführungsbeisρie Ie Beispiel .1Exemplary embodiment .1

Eine Ausführungsform für einen Betriebszeitmesser besteht aus 2 Keramikplättchen von je 20 mm Lange und 6 mm Breite· Das eine Plättchen ist mit einer Rille von<0»5 mm Breite undAn embodiment for an operating timer consists of 2 ceramic plates of 20 mm in length and 6 mm in width · The one plate is with a groove of <0 »5 mm width and

<0,5 mm Tiefe versehen. Das obere Plättchen trägt 4 gegenüberliegende aufgesputterte Pt-Elektrodenpaare von jeweils-<:0_e3 mm Breite und die ebenfalls aus Pt aufgesputterien Anschlüsse für<0.5 mm depth provided. The upper plate carries 4 oppositely sputtered Pt electrode pairs each of - <: 0 _e 3 mm width and the also made of Pt sputtered terminals for

•Kathode und Anode der Quecksilbersäule· Der mit wäßrigem Elektrolyt gefüllte Zwischenraum, der u.a. aus einer Mischung• Cathode and anode of the mercury column. · The space filled with aqueous electrolyte, which i.a. from a mixture

von KCL und (HgCL)^ besteht, wurde auf 1 ram Länge feemessen«, An die Schichtelektroden wurden an der Plättchenaußenseite die für integrierte Schaltkreise im Dual-in-line-Gehäuse üblichen Anschlüsse angelötet. Nach dem Verkleben beider Plättchen wurde die dadurch entstandene Kapillare durch eine Bohrung an der Stirnseite gefüllt und danach hermetisch verschlossen«KCL and (HgCL) ^ was calibrated to 1 ram in length. "On the outer side of the platelet electrodes, the connections typical for integrated circuits in the dual-in-line housing were soldered. After gluing both platelets, the resulting capillary was filled through a hole on the front and then hermetically sealed «

Die verfügbare Wegstrecke für den mit Elektrolyt gefüllten Zwischenraum betrug in dieser Ausführung ca· 1$ mm. Diese Strecke wurde bei einem Elektrolyse st rom von 4^wA in 1000 Stunden durchlaufen, bei einem Elektrolysestrom von 2^A in 2000 Stunden. Auf Grund des Prinzips ist dieses Bauelement im Temperaturbereich von mindestens - 20«.i+ 70 C ohne Temperaturabhängigkeit betriebsfähig, die Meßgenauigkeit beträgt 2 %. Der Widerstand des Elektrolyten lag bei ca. 100 Ohm·The available distance for the gap filled with electrolyte in this embodiment was about 1 $ mm. This route was passed through an electrolysis current of 4 ^ wA in 1000 hours, with an electrolytic current of 2 ^ A in 2000 hours. Due to the principle of this component in the temperature range of at least - 20 ".i + 70 C without temperature dependence operable, the measurement accuracy is 2 %. The resistance of the electrolyte was about 100 ohms ·

Für Schaltvorgänge wurde auf die Elektrodenpaare ein niederfrequenter Wechselstrom von einigen/jA gegeben, der über Lastwiderstände eine elektronische Auswerteschaltung betätigte.For switching operations, a low-frequency alternating current of a few / jA was applied to the electrode pairs, which actuated an electronic evaluation circuit via load resistors.

Example 2

In einer weiteren Ausführung wird der Strom« der eine Anordnung gemäß Beispiel 1 durchfließt, auf 0,467y«A eingestellt und über einen Vorwiderstand von einer kleinen Batterie gespeist. Der elektrolytische Zwischenraum benötigt dann genau ein Dahr zum Durchlaufen der gesamten Kapillare. Durch die in entsprechenden Abständen angebrachten seitlichen Elektrodenpaare können Schaltvorgänge mit einer Genauigkeit von etwa einer Woche ausgelöst werden. Diese Genauigkeit läßt sich beispielsweise durch 7 erfindungsgemäße Anordnungen auf einen Tag verbessern, wenn der Strom durch die erste Anordnung um den Faktor 7 vergrößert wird und nach Erreichen der Endstellung des Zwischenraumes in der ersten Anordnung durch geeignete elektronische Beschaltung die zweite Anordnung eingeschaltet wird, danach in gleicher Weise die dritte Anordnung usw. Dieses Beispiel ist über die angegebenen Gebiete in der Technik hinaas als Oahreskalender nutzbar.In a further embodiment, the current which flows through an arrangement according to Example 1 is adjusted to 0.467.times.A and fed by a series resistor from a small battery. The electrolytic gap then requires exactly one Dahr to pass through the entire capillary. Switching operations with an accuracy of about one week can be triggered by the lateral pairs of electrodes attached at appropriate intervals. This accuracy can be improved for example by 7 arrangements according to the invention to a day when the current through the first arrangement is increased by a factor of 7 and after reaching the end position of the gap in the first arrangement by suitable electronic circuitry, the second arrangement is turned on, then in the same way the third arrangement and so on. This example can be used over the specified areas in the hinaas technique as an outdoor calendar.

Claims

- 9 invention claim

4, "Electrolytic arrangement for switching and measuring long operating times, consisting in a conventional manner
a column of mercury in a capillary with one out
characterized in that the transverse space to the mercury column opposite electrodes whose width is smaller than that
Length of the space filled with electrolyte / in the
Protrude capillary ·

i.Elektrolytische arrangement for switching and measuring long operating times according to item 1 »characterized in that the capillary by a sandwich of
two flat platelets are formed, of which one platelet contains a groove-like depression «

3.Electrolytic arrangement for switching and measuring long operating times after. Points 1 and 2, characterized in that the opposing * projecting into the capillary electrode layers are thin _s which are applied to a wafer of the sandwich "

12 APR 19 7 9 * 7 8.1374

4, electrolytic arrangement for switching and measuring long periods of operation according to items 1 to 3, characterized in that the opposing electrodes are part of an electronic arrangement which causes electrical switching operations when the space formed by an aqueous electrolyte between opposing electrodes.

θ "An electrolytic arrangement for switching and measuring long operating times according to punk * 1 to 4, characterized in that the opposite electrodes are mounted in the vicinity of the cathode and anode of the electrolytic assembly and are used to reverse the current direction through the mercury thread.

Electrolytic arrangement for switching and measuring long beta periods according to items 1 to 4, characterized in that the resistors required for the "wiring of the electrolytic arrangement according to the various fields of application are applied as sheet resistors on the wafer of the sandwich arrangement.

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