Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.04.1973 Opis patentowy opublikowano: 10.02.1975 76424 KI. 42m4,7/42 Twórcywynalazku: Marceli Cyrkiewicz, Jerzy Sokolowski, Wlodzimierz Stefanski Uprawniony z patentu tymczasowego: Przemyslowy Instytut Automatyki i Pomiarów, Oddzial w Lodzi, Lódz (Polska) Elektrochemiczny tetrodowy integrator do ukladów automatycznej regulacji Przedmiotem wynalazku jest elektrochemiczny tetrodowy integrator do ukladów automatycznej regulacji mogacy sluzyc równiez jako wzmacniacz wolnozmicnnych sygnalów w technice elektronicznej.W wielu ukladach automatycznej regulacji zachodzi koniecznosc stosowania elementów calkujacych, które powinny charakteryzowac sie zdolnoscia do calkowania sygnalów elektrycznych w dlugich okresach czasowych oraz wysoka dokladnoscia i stabilnoscia pracy.W ostatnich latach opracowano wiele róznego rodzaju przetworników i przekladników elektrochemicz¬ nych, przy czym niektóre z tych ostatnich spelniaja równiez funkcje elementów calkujacych— integratorów.Wsród nich znane sa tetrody elektrochemiczne typu solion, których dzialanie jako integratorów uwarunkowane jest procesami sterowania granicznymi pradami dyfuzyjnymi. Znane obecnie tetrody sa konstruowane w postaci ukladu cylindrycznych, pionowych elektrod lub jako uklady elektrod poziomych. Pierwsze nadaja sie tylko do pracy w warunkach statycznych, drugie moga dzialac w kazdych warunkach ruchowych, niezaleznie od wibracji i wstrzasów. Tetrody te, kazdorazowo przed ich podlaczeniem do ukladu wymagaja znacznego, rzedu kilkunastu sekund, czasu formowania, który jest konieczny na usuniecie utleniacza z przestrzeni miedzy elektroda ekranujaca a wyjsciowa, co w razie zaklócen w dostawie pradu zasilania utrudnia i opóznia ponowna prace tych urzadzen. Dodatkowa ich wada jest maly prad wyjsciowy rzedu ImA.Celem wynalazku jest opracowanie integratora, który nie posiada wyzej omówionych wad.Cel ten zgodnie z wynalazkiem zostal osiagniety przez zbudowanie elektrochemicznego tetrodowego integratora skladajacego sie z zawartego zespolu, plaskich, równolegle ulozonych elektrod, umieszczonych w korpusie wykonanym z zywicy sztuczna o dobrych wlasnosciach elektroizolacyjnych i wysokiej odpornosci chemicznej i mechanicznej. Przestrzen miedzy elektroda ekranujaca, wyjsciowa i wspólna wypelniono wlóknem szklanym, zabezpieczajacym przed zwarciem miedzy elektrodami, co pozwolilo na zmniejszenie odleglosci miedzy elektrodami do minimum. Przestrzen miedzy elektroda wejsciowa a ekranujaca wypelniono elektrolitem oddzielonym od elektrody ekranujacej przepona ceramiczna, przy czym zachodzi tu nasycenie wlókna szklanego elektrolitem, dzieki czemu uzyskano minimalny czas formowania rzedu 1-3 sekund.2 76 424 Integrator wedlug wynalazku odznacza sie duza niezawodnoscia dzialania i duza czuloscia calkowania.Prad wyjsciowy rzedu kilkunastu miliamperów upraszcza mozliwosc wspólpracy z urzadzeniami elektronicz¬ nymi, a bardzo krótki, rzedu kilku sekund, czas formowania tetrody okreslajacy jej gotowosc do pracy pozwala na stosowanie integratora w ukladach automatycznej regulacji. Równolegle usytuowanie elektrod umozliwia prace urzadzenia w kazdym polozeniu, niezaleznie od wstrzasów, wibracji, przechylów i innych oddzialywan zewnetrznych.Wynalazek zostanie blizej objasniony na przykladzie wykonania pokazanym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia integrator w przekroju pionowym a fig. 2 przedstawia uklad wyprowadzen elektrod.Jak uwidoczniono na rysunku elektrochemiczny tetrodowy integrator sklada sie ze zwartego zespolu plaskich, równolegle ulozonych elektrod 1, 2, 3 i 4 umieszczonych w korpusie 5. W sklad zespolu elektrod wchodzi elektroda wejsciowa 1 podlaczona do wyprowadzenia 1', perforowana elektroda ekranujaca 2 podlaczona do wyprowadzenia 2' perforowana elektroda wyjsciowa 3 podlaczona do wyprowadzenia 3' i pelna elektroda wspólna 4 podlaczona do wyprowadzenia 4'. Pomiedzy elektroda wejsciowa . 1 a ekranujaca 2 umieszczono przegrode ceramiczna 6, która wyznacza przestrzen rezerwuaru 7. Przestrzen miedzy elektrodami ekranujaca 2, wyjsciowa 3 i wspólna 4 wypelniona jest wlóknem szklanym. Korpus 5 integratora wykonano, z zywicy elektroizolacyjnej np. epoksydowej i po umieszczeniu w nim zespolu elektrod zamyka sie korpus 5 poprzez zalanie ta sama zywica uzyskujac zamkniecie w postaci pokrywki 8. Tak samo zalewa sie zywica wyzlobienia dla wyprowadzen V, 2', 3' i 4' elektrod. Rezerwuar 7 napelnia sie elektrolitem przez kanal 9 w korpusie 5, a nastepnie zamyka sie kanal 9 przez wlozenie korka 10 wykonanego z tej samej zywicy co korpus i uszczelnienie go przez zalanie zywica.Rozwiazanie konstrukcyjne wedlug wynalazku umozliwia uzyskanie integratora o miniaturowych wymia¬ rach przy stosunkowo znacznych powierzchniach elektrod i bardzo malych odleglosciach miedzy nimi, rzedu kilkunastu mikronów, dzieki czemu osiagnieto bardzo wysoka czulosc integratora i stosunkowo duzy prad wyjsciowy do lo mA. Przez wykonanie korpusu z odpowiedniej zywicy uzyskano wielka odpornosc urzadzenia na uderzenia i wstrzasy przy pracy w kazdej pozycji. Wypelnienie przestrzeni miedzy elektrodami ekranujaca, wyjsciowa i wspólna wlóknem szklanym, a pozostalej elektrolitem pozwolilo uzyskac czas formowania integra¬ tora do 3 sekund, co praktycznie czyni go przygotowanym do pracy zaraz po wlaczeniu pradu zasilajacego.Integrator wedlug wynalazku moze spelniac takze funkcje elementu wzmacniajacego wolnozmienne sygnaly elektryczne. PL PLPriority: Application announced: April 30, 1973 Patent description was published: February 10, 1975 76424 KI. 42m4.7 / 42 Creators of the invention: Marceli Cyrkiewicz, Jerzy Sokolowski, Wlodzimierz Stefanski Authorized by the provisional patent: Industrial Institute of Automation and Measurements, Lodz Branch, Lodz (Poland) Electrochemical tetrode integrator for automatic control systems The subject of the invention is an electrochemical tetrode integrator for automatic systems In many automatic control systems, it is necessary to use integrating elements, which should be able to integrate electrical signals over long periods and be highly accurate and stable. In recent years, many different types have been developed. electrochemical transducers and transformers, some of the latter also perform the functions of integrating elements, including electrochemical saline tetrodes, which act as an integrator factors is conditioned by the processes of controlling diffusion boundary currents. The tetrodes known today are constructed as a cylindrical vertical electrode array or as a horizontal electrode array. The first one is suitable only for operation in static conditions, the second one can operate in all physical conditions, regardless of vibrations and shocks. These tetrodes, each time before connecting them to the system, require a significant, several seconds, forming time, which is necessary to remove the oxidant from the space between the shielding electrode and the output electrode, which, in the event of a power failure, hinders and delays the re-operation of these devices. An additional disadvantage is the low output current of the order ImA. The aim of the invention is to develop an integrator that does not have the above-mentioned disadvantages. This aim was achieved according to the invention by building an electrochemical tetrode integrator consisting of a set of flat, parallel electrodes placed in the body made of synthetic resin with good electrical insulating properties and high chemical and mechanical resistance. The space between the shielding, output and common electrodes was filled with fiberglass, protecting against short circuits between the electrodes, which allowed to reduce the distance between the electrodes to a minimum. The space between the input electrode and the shielding electrode is filled with an electrolyte separated from the shielding electrode by a ceramic diaphragm, whereby the glass fiber is saturated with electrolyte, thanks to which the minimum formation time of 1-3 seconds was obtained. 2 76 424 According to the invention, the integrator is characterized by high operational reliability and high sensitivity The output radiation in the order of a dozen or so milliamperes simplifies the possibility of cooperation with electronic devices, and a very short time of tetrode formation, which determines its readiness to work, allows the use of an integrator in automatic control systems. The parallel location of the electrodes enables the device to work in any position, irrespective of shocks, vibrations, tilting and other external influences. The invention will be explained in more detail on the example of the embodiment shown in the drawing, in which Fig. 1 shows the integrator in a vertical section, and Fig. 2 shows the arrangement of leads. As shown in the figure, the electrochemical tetrode integrator consists of a compact set of flat, parallel electrodes 1, 2, 3 and 4 placed in the body 5. The electrode assembly consists of input electrode 1 connected to lead 1 ', perforated shielding electrode 2 connected to lead 2 'perforated output electrode 3 connected to lead 3' and full common electrode 4 connected to lead 4 '. Between the input electrode. 1 and the shielding 2, there is a ceramic partition 6, which defines the space of the reservoir 7. The space between the shielding electrodes 2, output 3 and common 4 is filled with glass fiber. The integrator body 5 is made of electro-insulating resin, e.g. epoxy, and after placing the electrode assembly in it, the body 5 is closed by pouring the same resin to obtain a lid 8. The same resin is poured for the grooves for the V, 2 ', 3' leads and 4 'electrodes. The reservoir 7 is filled with electrolyte through the channel 9 in the body 5, and then the channel 9 is closed by inserting a plug 10 made of the same resin as the body and sealing it by pouring the resin. The design solution according to the invention makes it possible to obtain a miniature integrator with relatively small dimensions. large surfaces of the electrodes and very small distances between them, in the order of a dozen or so microns, thanks to which a very high sensitivity of the integrator and a relatively large output current up to lo mA have been achieved. By making the body of a suitable resin, the device is highly resistant to impacts and shocks when working in any position. Filling the space between the shielding, output and common electrodes with glass fiber, and the remaining electrolyte allowed to obtain the integrator forming time up to 3 seconds, which makes it practically ready for operation immediately after switching on the supply current. electric. PL PL