RU2060482C1

RU2060482C1 - Device for measuring pressure of gases and vapors

Info

Publication number: RU2060482C1
Application number: RU93001329A
Authority: RU
Inventors: Х.-М.Х. Байсиев; А.У. Белик; Х.М. Дикинов
Priority date: 1993-01-11
Filing date: 1993-01-11
Publication date: 1996-05-20

Abstract

FIELD: imstrument engineering; chemical industry. SUBSTANCE: device has rotating cylinder made of current-insulating material. Each pair of electrodes is mounted into wall of cylinder flush with its external surface. There are electrolytic cells between electrodes; cells respond to corresponding gas or vapor. Sliding contacts are spring-loaded against side surface of rotating cylinder. Contacts are in contact with electrodes of each pair. During rotation of cylinder electric potentials are read out each electrolytic cell for one complete revolution through the contacts. Partial pressures of gases and vapors are judged from amplitudes of signals red out. EFFECT: improved precision of measurement. 4 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления газов и паров на предприятиях химической промышленности, а также для контроля состава воздушной среды в орбитальных станциях. The invention relates to instrumentation and can be used to measure the pressure of gases and vapors at the enterprises of the chemical industry, as well as to control the composition of the air in orbital stations.

Известны различные устройства для измерения давления паров, основанные на разложении паров на влугочувствительной пленке под действием электрического тока [1] Известные устройства сложны, инерционны и не обеспечивают высокую точность измерения. There are various devices for measuring vapor pressure, based on the decomposition of vapors on a moisture-sensitive film under the influence of electric current [1] Known devices are complex, inertial and do not provide high measurement accuracy.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения параметров парогазовой среды, содержащее электрохимический элемент, состоящий из двух коаксиальных кольцевых электродов, между которыми в зазоре размещена пористая перегородка, пропитанная влагочувствительным веществом [2]
Недостатками известного технического решения являются значительные габариты и вес, продолжительный цикл измерения, а также ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что устройство позволяет измерить давление только одного газа или пара.The closest in technical essence to the invention is a device for measuring the parameters of a gas-vapor medium containing an electrochemical cell consisting of two coaxial ring electrodes, between which a porous partition impregnated with a moisture-sensitive substance is placed in the gap [2]
The disadvantages of the known technical solutions are significant dimensions and weight, a long measurement cycle, as well as limited functionality, due to the fact that the device allows you to measure the pressure of only one gas or steam.

Целью изобретения является повышение функциональных возможностей устройства и снижение его габаритных и весовых характеристик. The aim of the invention is to increase the functionality of the device and reduce its overall and weight characteristics.

Цель достигается тем, что в известном устройстве для измерения давления газов и паров, содержащем два изолированных друг от друга электрода, образующих первую пару электродов, между которыми размещена пленка первого электролита, и два токоподвода, оно снабжено полым цилиндром, установленным на оси с возможностью вращения и выполненным из неэлектропроводного материала, и по меньшей мере второй парой электродов, идентичной первой, с соответствующей пленкой второго электролита между электродами, при этом каждая пара электродов вмонтирована в стенку цилиндра заподлицо с его внешней поверхностью, а токоподводы выполнены в виде подпружиненных к поверхности цилиндра скользящих контактов, контактирующих с электродами каждой пары. The goal is achieved by the fact that in the known device for measuring the pressure of gases and vapors containing two isolated from each other electrodes forming the first pair of electrodes, between which the first electrolyte film is placed, and two current leads, it is equipped with a hollow cylinder mounted on the axis with rotation and made of a non-conductive material, and at least a second pair of electrodes identical to the first, with a corresponding second electrolyte film between the electrodes, each pair of electrodes being mounted on the cylinder wall flush with its outer surface, and the current leads are made in the form of sliding contacts spring-loaded to the surface of the cylinder in contact with the electrodes of each pair.

На фиг. 1, 2 представлено устройство с электродами, размещенными вдоль образующей параллельно друг к другу; на фиг. 3, 4 вариант устройства с электродами, размещенными на образующей соосно друг другу. In FIG. 1, 2 shows a device with electrodes placed along a generatrix parallel to each other; in FIG. 3, 4 variant of the device with electrodes placed on the generatrix coaxially to each other.

Устройство содержит цилиндр 1, вращающийся с постоянной заданной скоростью вокруг продольной оси. Цилиндр 1 выполнен из токонепроводящего материала, например капролона. На боковой поверхности 2 цилиндра 1 размещены электроды 3. В одном случае (фиг.1) электроды 3 размещены на боковой поверхности 2 по всей ширине цилиндра параллельно друг другу, а во втором случае (фиг.2) электроды размещены соосно. Число пар электродов зависит от решаемой задачи. Если, например, необходимо контролировать парциальное давление четырех различных газов и паров, то на поверхности цилиндра 1 размещаются четыре пары электродов, то есть как в рассматриваемом на чертежах случае. Электроды выполнены в виде призмы и запрессованы в пазы корпуса 1. Такая форма электродов 3 позволяет надежно фиксировать их на поверхности цилиндра 1. Электроды могут быть выполнены, например, из титана, являющегося наиболее стойким к различным кислотам и наиболее дешевым, чем платина и золото. Между каждой парой электродов 3 размещена пленка электролита 4, реагирующая на соответствующий пар или газ. Для водяного пара, например, это будет электролитическая пленка ортофосфорной кислоты. К боковой поверхности 2 цилиндра 1 подпружинены два токоподвода 5. Токоподводы 5 выполнены в виде подпружиненных к поверхности цилиндра 1 скользящих контактов, контактирующих при вращении цилиндра 1, последовательно с каждой парой электродов, замыкая их через пленку 4 с внешним источником питания и измерителем. The device comprises a cylinder 1 rotating at a constant predetermined speed around a longitudinal axis. The cylinder 1 is made of a non-conductive material, such as caprolon. On the side surface 2 of the cylinder 1, electrodes 3 are placed. In one case (Fig. 1), the electrodes 3 are placed on the side surface 2 along the entire width of the cylinder parallel to each other, and in the second case (Fig. 2), the electrodes are aligned. The number of electrode pairs depends on the problem being solved. If, for example, it is necessary to control the partial pressure of four different gases and vapors, then four pairs of electrodes are placed on the surface of the cylinder 1, that is, as in the case considered in the drawings. The electrodes are made in the form of a prism and pressed into the grooves of the housing 1. This shape of the electrodes 3 allows you to securely fix them on the surface of the cylinder 1. The electrodes can be made, for example, of titanium, which is the most resistant to various acids and the cheapest than platinum and gold. Between each pair of electrodes 3 is placed a film of electrolyte 4, which responds to the corresponding vapor or gas. For water vapor, for example, it will be an electrolytic film of phosphoric acid. Two current leads 5 are spring-loaded to the side surface 2 of cylinder 1. Current leads 5 are made in the form of sliding contacts spring-loaded to the surface of cylinder 1, which are in contact with the rotation of cylinder 1, sequentially with each pair of electrodes, closing them through the film 4 with an external power source and meter.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При измерении давления газов и паров цилиндр 1 вращают с постоянной заданной угловой скоростью вокруг продольной оси. К скользящим контактам 5 подключают внешнюю измерительную цепь с источником постоянного тока порядка 5-10 В. В процессе вращения скользящие контакты 5 поочередно подключают к измерительной системе каждую пару электродов. Таким образом за один полный оборот регистрируется электрический импульс, характеризующий величину тока, проходящего через электролитическую пленку 4 на каждой паре электродов 3, и по величине каждого импульса судят о давлении соответствующего газа или пара. When measuring the pressure of gases and vapors, cylinder 1 is rotated at a constant predetermined angular velocity around the longitudinal axis. An external measuring circuit with a direct current source of the order of 5-10 V is connected to the sliding contacts 5. During rotation, the sliding contacts 5 are connected to each measuring pair of electrodes in turn. Thus, in one complete revolution, an electrical pulse is recorded characterizing the amount of current passing through the electrolytic film 4 on each pair of electrodes 3, and the pressure of the corresponding gas or vapor is judged by the magnitude of each pulse.

Предложенное устройство отличается от известных малым весом (всего до нескольких грамм), малыми габаритными размерами и обеспечивает измерение давления газов и паров за доли секунды. При этом обеспечивается возможность измерения давления одновременно нескольких газов и паров. Указанные преимущества устройства позволяют использовать его в измерительных комплексах орбитальных станций, искусственных спутников земли и метеорологических зондов, а также на предприятиях химической промышленности. The proposed device differs from the known low weight (only a few grams), small overall dimensions and provides a measurement of gas and vapor pressure in fractions of a second. At the same time, it is possible to measure the pressure of several gases and vapors simultaneously. The indicated advantages of the device allow its use in measuring complexes of orbital stations, artificial earth satellites and meteorological probes, as well as in enterprises of the chemical industry.

Claims

A device for measuring the pressure of gases and vapors, containing two electrodes isolated from each other, forming a first pair of electrodes, between which a film of the first electrolyte is placed, and two current leads, characterized in that it is equipped with a hollow cylinder mounted on an axis rotatably and made of non-conductive material, and at least a second pair of electrodes identical to the first, with a corresponding second electrolyte film between the electrodes, with each pair of electrodes mounted in the wall The core is flush with its outer surface, and the current leads are made in the form of sliding contacts spring-loaded to the outer surface of the cylinder in contact with the electrodes of each pair.