PL49334B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 24. 111. 1965 49334 KI. 40 u, l/Ol <\ ~y/e2 MKP C 23 b UCD ifa Twórca wynalazku: mgr inz. Zbigniew Smólski Wlasciciel patentu: Politechnika Warszawska Katedra Osprzetu Lotniczego, Warszawa (Polska) Sposób trawienia czujników termoanemometró\v BIBLIOTEKA Urzedj Patentowego PoIsLiti' rz:,r,.:/:?c|itei Ludowej Przedmiotem wynalazku jest sposób trawienia czynnych drucików w czujnikach termoanemome- trów, zwlaszcza zas dotyczy czujników, w których czynny drucik jest wykonany z drutu platerowa¬ nego lub pokrytego galwanicznie, najlepiej z dru¬ tu Wollastona. Czynnymi drucikami w czujnikach termoanemometrów sa druciki oporowe o sredni¬ cy kilku lub kilkunastu mikronów, rozpiete na sztywnych masztach sluzacych jako doprowadze¬ nie pradu grzejacego drucik. Drut Wollastona stosuje sie w celu uproszczenia technologii mo¬ cowania takich cienkich drucików oporowych z masztami. Drut Wollastona jest elementem bime- talicznym i sklada sie ze srebrnego drutu z rdze¬ niem platynowym, o srednicy zewnetrznej zwykle dziesiec razy wiekszej niz srednica zawartego wewnatrz rdzenia. Przylutowanie takiego o zwiekszonej srednicy, srebnego drutu do masztów czujnika nie nastrecza trudnosci. Jeden ze znanych sposobów trawienia polega na tra¬ wieniu drutu Wollastona w kropli elektrolitu przy zastosowaniu zewnetrznego zródla pradu za¬ silajacego, bez regulacji wielkosci kropli w trak¬ cie trawienia oraz bez kontroli oporu elektrycz¬ nego trawionego drucika w procesie trawienia.Inny znany sposób polega na trawieniu w was¬ kim strumieniu przeplywajacego elektrolitu skie¬ rowanym na trawiony drucik. Te dotychczas sto¬ sowane sposoby trawienia nie zapewniaja otrzy¬ mywania czujników o jednakowym oporze elek- 10 15 20 trycznym tak, ze zachodzila koniecznosc kompen¬ sowania w samej aparaturze pomiarowej róznic oporów elektrycznych poszczególnych czujników.Wynikalo to z moznosci osiagania zalozonej war¬ tosci oporu elektrycznego z niewielkim stosunko¬ wo przyblizeniem rzedu 10—25%, zaleznie od wielkosci kropli lub srednicy strumienia zastoso¬ wanego elektrolitu.Sposób trawienia wedlug wynalazku pozwala na otrzymywanie czujników o scisle okreslonym i z góry zalozonym oporze elektrycznym, przy czym blad uzyskiwany jest mniejszy od 1%. Przy- lutowany do wsporników, na przyklad za pomoca cyny, drut Wollastona jest trawiony na odcinku odpowiadajacym przyblizonej wielkosci zamierzo¬ nego oporu elektrycznego na przyklad znanym roztworem kwasu azotowego, najczesciej z do¬ mieszka NH4NO3 i to zarówno z przeplywem pradu elektrycznego przyspieszajacego trawienie jak i bez tego przeplywu.Sposób trawienia wedlug wynalazku polega na dobraniu odpowiedniego stezenia zastosowanego elektrolitu, regulowania w sposób ciagly wielkos- 25 ci srednicy kropli elektrolitu oraz kontrolowania przez caly okres trawienia oporu elektrycznego trawionego drucika wlaczonego w mostkowy uklad pomiarowy z dodatkowym obwodem elek¬ trycznym czujnik-elektrolit, zasilanym z tego sa- 30 mego zródla napiecia co mostek pomiarowy. 4933449 32 3 Na rysunku przedstawiono schemat i wykresy objasniajace istote sposobu trawienia wedlug wy¬ nalazku, przy czym na fig. 1 pokazano uproszczo¬ ny schemat elektryczny ukladu pomiarowego sto¬ sowanego do ciaglej kontroli oporu trawionego 5 drucika w czujniku, fig. 2 przedstawia wykres przebiegu trawienia jako zmiane oporu w funkcji czasu R = f(t), fig. 3 wykres wplywu wielkosci kropli elektrolitu na czas trawienia, a fig. 4 wy¬ kres wplywu rozcienczenia elektrolitu na czas 10 trawienia.W schemacie przedstawionym na fig. 1 czujnik 1 jest przylaczony do znanego mostka pomiarowe¬ go 2, na przyklad typowego przenosnego technicz¬ nego mostka Wh^atstona, przy czym drucik tra- 15 wiony 3 czujnika 1 jest zanurzony w kropli 4 elektrolitu. Kropla ta jest polaczona elektrycznie z mostkiem pomiarowym. Wlaczanie mostka po¬ miarowego 2 odbywa sie za pomoca wielostyko- wego przycisku 5 zamykajacego jednoczesnie 20 obwód obydwu wylaczników 6 i 7 mostka pomia¬ rowego 2. Wlaczenie mostka pomiarowego 2 po¬ zwala na przeprowadzenie ciaglej kontroli wiel¬ kosci oporu elektrycznego drucika w czasie trwa¬ nia procesu trawienia go, co umozliwia natych- ,25 miastowe przerwanie trawienia w przypadku osiagniecia przez drucik zamierzonego oporu elek¬ trycznego tak, ze uzyskuje sie znaczna dokladnosc oraz powtarzalnosc oporów elektrycznych róznych czujników przy trawieniu. Przerwanie procesu 30 trawienia odbywa sie przez wylaczenie mostka pomiarowego 2 przyciskiem 5 i nastepne wyjecie drucika 3 czujnika 1 z kropli 4 elektrolitu. Wla¬ czanie mostka pomiarowego 2 powoduje jedno¬ czesne zamkniecie obwodu czujnik-elektrolit, 35 a przez to uzyskuje sie przyspieszanie procesu trawienia. Bateria 8 posiada napiecie na przyklad 4,5 V odpowiednie dla zastosowanego mostka, tak aby prad pomiarowy nie przewyzszyl war¬ tosci 20 mA co mogloby spowodowac zmiane opo- 40 ru elektrycznego mierzonego na skutek nagrza¬ nia wymienionym pradem.Przebieg procesu trawienia w czasie pokazany na fig. 2 pozwala na wyodrebnienie trzech okre- 45 sów. W okresie pierwszym, okreslonym czasem ti, nastepuje stopniowe rozpuszczanie powloki srebrnej drutu Wollastona, przy czym towarzysza¬ cy przyrost oporu elektrycznego jest bardzo nie¬ wielki. Okres ten jest najdluzszy w porówaniu 50 z dwoma pozostalymi. W okresie drugim, okre- slonym czasem t2, rdzen platynowy zostaje ogolo¬ cony ze srebra i jego odkryty odcinek szybko sie powieksza tak, ze nastepuje gwaltowny przyrost oporu elektrycznego w stosunkowo krótkim cza- 55 sie. W okresie trzecim, t3 ksztalt srebrnych do- . prowadzen na styku z drutem rdzenia ulega sto¬ pniowej zmianie ze stozkowo zbieznych na pólku- liste tak, ze przyrost oporu elektrycznego jest powolny. W tym okresie powinno nastapic prze- w rwanie trawienia z chwila osiagniecia zamierzo¬ nej wielkosci oporu elektrycznego drucika 3 czuj¬ nika 1.Wykres przedstawiony na fig. 3 pokazuje wplyw wiekosci kropli elektrolitu na czas trawienia dru- 65 4 cika o zalozonej z góry wartosci oporu elektrycz¬ nego oraz pozwala na stwierdzenie wlasciwego ustawienia tego czasu w stosunku do omówio¬ nych powyzej okresów trawienia. Z wykresu tego widac, ze istnieje optymalna srednica 02 kropli, dla której moment zakonczenia tra¬ wienia dla zalozonej wartosci oporu elektrycz¬ nego Rz nastapi w najkorzystniejszym trze¬ cim okresie trawienia po uplywie czasów ti +-t2 + + czesc t3. Trawienie natomiast kroplami o sred¬ nicach 03 lub 04 da wynik obarczony duzym bledem, trawienie bowiem musi ulec przerwaniu w okresie kiedy proces przebiega w sposób gwal¬ towny, trudny do skontrolowania. Trawienie kropla o srednicy 0i jest mozliwe jedynie w przypadku stopniowego przemieszczania kropli wzdluz trawionego drucika 3 czujnika 1 lub prze¬ suwania drucika w kropli i trawienia zamierzo¬ nej dlugosci drucika kolejnymi odcinkami.Regulacja wielkosci srednicy kropli elektrolitu przy zastosowaniu sposobu trawienia wedlug wy¬ nalazku odbywa sie najkorzystniej przez umiesz¬ czenie kropli elektrolitu na skosnie scietym kon¬ cu poziomo zamocowanej igly z materialu nieko- rodujacego, na przyklad igly zastrzykowej. W wy¬ drazeniu tym jest umieszczony drut, zwlaszcza drut platynowy o srednicy zblizonej do srednicy wydrazenia, spelniajacy role tloka, którego prze¬ suwanie powoduje wciaganie do wnetrza lub wypychanie na zewnatrz kropli umieszczonej na koncu igly, przez co uzyskuje sie zmiane sredni¬ cy kropli, przy czym czujnik 1 jest tak zamoco¬ wany, ze trawiony drucik 3 jest zanurzony we¬ wnatrz kropli 4.Mozliwe jest przeprowadzenie trawienia tak, ze wstepne trawienie odbywa sie w kropli mniej¬ szej anizeli wymaga tego wielkosc zalozonego oporu elektrycznego, a nastepnie w powiekszonej kropli w celu dokladnego dotrawienia w konco¬ wej fazie trawienia.Pokazany na fig. 4 wykres wplywu na czas tra¬ wienia rozcienczenia elektrolitu jest podobny do wplywu natezenia pradu w obwodzie czujnik- elektrolit, zaleznego od powierzchni elektrod, oporu elektrolitu i napiecia zasilania jak równiez od temperatury elektrolitu, wplywajacej na jego opór elektryczny. Proces trawienia mozna prze¬ prowadzac w kilku operacjach, na przyklad naj¬ pierw trawic w bardziej stezonym elektrolicie, nastepnie zas w bardziej rozcienczonym elektroli¬ cie w celu dokladnego dotrawienia do zalozonej wielkosci oporu elektrycznego. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób trawienia czujników termoanemome- trów zwlaszcza czujników, których czynny drucik jest wykonany z drutu platerowanego lub pokrytego galwanicznie najlepiej z drutu Wollastona* przy czym trawienie przeprowa¬ dza sie w kropli elektrolitu, znamienny tym, ze przez caly czas trwania procesu tra¬ wienia kontroluje sie opór elektryczny tra-5 49 334 6 wionego drucika (3) znanym mostkiem pomia¬ rowym (2), którego baterie zasilajaca (8) wy¬ korzystuje sie do jednoczesnego zasilania ob¬ wodu elektrolitu, co pozwala na przerwanie trawienia przez wylaczenie mostka w chwili osiagniecia przez drucik (3) czujnika (1) za¬ mierzonej wielkosci oporu elektrycznego, a optymalna dla v. góry zalozonej wartosci opo¬ ru elektrycznego srednice kropli elektrolitu reguluje sie przez umieszczenie tej kropli na skosnie scietym koncu wydrazonej igly zamo¬ cowanej poziomo, w której kanale znajduje sie drut spelniajacy role tloka, przez przesu¬ wanie którego zawartosc kropli moze byc wciagana lub wydalana z kanalu i tym sa¬ mym zmieniana srednica kropli.49334 fig.

2. Fig.

3. Rg.4 &*) 134. RSW „Prasa", Kielce. Nakl. 250 egz. BIBLIOTEKA Urzedu Patentowego '^i\\-\ ;•::.&]¦- -litEi Ludowej PL