Claims (2)
(54) МНОГОЭЛБКТРОДНЫЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЭС® ATE Л Ь ваюший по посто нному току электрод в не выполн ет экранирование интегрального отсека . Эти недостатки обусловлены тем, что входной ток проходит не только по внутренней входной цепи преобразовател , а ответвл етс также и во внешний участок выхооной цепи, а в тетроае - также и во вне ний участок экранирующего резервуар элект рода. Кроме того, в результате падени на пр жени на сопротивлении нагрузки в цепи считывающего по посто нному току электрода измен етс напр жение смешени на этом электроде, что дестабилизирует режим работы этого электрода,как экранирующего интегральный отсек. Дополнительным недостатком преобразовател со считывающим по переменному току электродом вл етс низкре сопротивление этой выходной цепи. Что может быть устранено только схемно, например, стабилизацией переменного напр жени между считывающи по переменному току электродом и общим электродом преобразовател . Целью изобретени вл етс повышение точности преобразовател Это достигаетс тем, то в предлагаемом электрохимическом преобразователе концентрационного типа, содержащем запол ненный электролитом герметичный корпус, состо щий из резервуара, в котором размещен входной электрод, и интегрального отсека с распопоженными в нем, по меньшей мере, одним считывающим по посто нному току, экранирующим резервуар и общим элктродами, дополнительно введен электрод, экранирующий; интегральный отсе тфичем этот и считывающий по посто нному току электроды расположены по обе стороны общего электрода, который имеет одно или несколько отверстий с концентрацией реагента, близкой к концентрации на его поверхности, а рассто ние между экранирующим интегральный отсек электродом и общим электродом, длина отверсти в об щем электроде, рассто ни между электропроводными поверхност ми этого отверсти в поперечном сечении общего электрода не превышают рассто ни между общим и считывающим по посто нному току электродами . В предлагаемом преобразователе функции считывани по посто нному току и экр нировани интегрального отсека выполн ют различные электроды. При этом в цепи экранирующего интегральный отсек электро да отсутствует сопротивление .нагрузки, что исключает изменение его напр жени смещени . Кроме того, считывающий по посто нному току электрод удален от экрапирующего интегральный отсек электрода. При этом между ними расположены общий электрод и слой электролита в его отверстии (отверсти х) с относительно вьюокой концентрацией реагента. Это исключает как ответвление входного тока в выходную цепь, так и вли ние режима работы считывающего электрода на режим работы экранирующего интегральный отсек электрода. Высока концентраци реагента в отверстии (отверсти х) общего электрода достигнута благодар указанным размерам отверсти и рассто ни м между электродами в интегр- льном отсеке, исход из линейного распределени концентрации реагента в диффузионном слое по Нернсту. Это обеспечивает также уменьшение объема интегрального отсека дл предотвращени снижени чувствительности и верхней граничной частоты преобргюовате- л по отношению к известным преобразовател м с таким же рассто нием между считывающим по посто нному току и общим электр .одами. Второе отличие преобразовател состоит в том, что,с целью повышени уровн технологии промышленного производства, общий электрод выполнен из нескольких, например, двух элементов, расположенных с перекрытием по длине в разных параллельных плоскост х интегрального отсека бипланарной К1жструкции, а экранирующий интегральный отсек и считывающий по посто нному току электроды расположены с разных сторон этого перекрыти в разных плоскост х интегрального отсека, причем считывакший - внутри периметра противолежащего ему элемен- та общего электрода. Это обеспечивает технологичность предлагаемого преобразовател , свойственную преобразовател м плоскостной конструкции, поскольку отверстие в общем электроде щель между его элементами образуетс непосредственно при сборке преобразовател , а дл изготовлени электродов может быть использована тонкопленочна технологи . На фиг. 1 изображен описьтаемый преобразователь в разрезе: на фиг. 2-показаны условное графическое изображение и схема включени преобразовател . Преобразователь содержит корпус 1 с расположенными в нем резервуаром 2 и интегральным отсеком 3. В резервуаре 2 размещен входной электрод 4, в интегральном отсеке 3 - элементы экранирующего резервуар электрода 5, элементы экранирующего интегральный отсек электрода 6, элементы общего электрода 7 и счить ваюший по посто нному току электрод 8 Материал корпуса - стекло, инертное к электролиту, платиновой труппы. Материал электродов - платина или платино-ирипне- вый сплав. Элементы электродов 5 и 6 расположены попарно на противоположных стенках интегрального отсека 3, причем элементы электрода 5 - непосрепственно на вхоае в интегральный отсек 3, а элементы электрода 6 - гл бине отсека, вблизи элементов общего электрода 7. Последнне так же расположены на противоположных ртенках интегрального отсека причем их передние кромки - на равном удалении от электродов 6. Задн кромка одного из элементов общего электрода 7 расположена в конце интегрального отсека 3, где и задн кромка противолежащего ему электрода 8, считывающего по посто н ному току. Второй элемент общего электро да 7 расположен между этим электродом 8 и элементом экранирующего интегральны отсек электрода 6. Таким образом, между электродами 6 и 8 находитс общий электрод 7 с щелью между его элементами. Рассто ни между электродами 5 и 6, 6 и а также между их элементами не превыщают рассто ни между считывающим элект родом 8 и общим электродом 7. Заполнение преобразовател электролитом производитс через трубку в стенке резервуара 2 (на фигурах не показана), после чего эта труб- ка завариваетс . Дл тренировки и работы преобра .-тел между его входным 4 и экранирующим электродом 5 резервуара 2 включен источник пол ризующего напр жени 9,, а между его общим 7 и экранирующим электродом 6 интегрального отсека - источ ник пол ризующего напр жени 10, считывающий по посто нному току электрод 8 подключен к минусу источника напр жени 1О через сопротивление нагрузки 11. Клем мы Вход соединены с входным 4 и общи 7 с электродами преобразовател и служат дл подключени источника электрического сигнала. Работа преобразовател происходит следующим образом. С подключением источ ника электрического сигнала к клеммам Вход преобразовател через его входную цепь проходит входной ток. Некотора част этого тока в зависимости от концентрации реагента в резервуаре 2 ответвл етс во внешний участок цепи экранирующего резер вуар электрода . 5, полна величина входного тока проходит по участку электролита между электродами 5 и 6, некотора часть входного тока в зависимости от концентрации реагента в интегральном отсеке 3 ответвл етс также во внещний участок экранирующего интегральный отсек электрода 6, и, наконец, полна величина входно- ГО тока проходит по участку электролита между элементами общего электрода 7, При этом считывающий по посто нному току электрод находитс в стороне от входной цепи и удален от экранирующего инт егральный отсек электрода 6, а между ними расположен общий электрод 7 с относительно вью ОКОЙ концентрацией реагента в промежутке между его элементами. Поэтому исключено вли ние входного тока на выходкой, а выходного - на экранирование интегральttoro отсека 3. При использовании в качестве электролита растворов йодистого кали и йода величины направлений между электродами преобразовател не должны превышать 0,75 В, а при использовании растворов в димети пформа- МИДе - 1,5 В. Испытани предложенного преобразовател подтвердили эффективность примененных в нем технических решений и преимуществ перед известными преобразовател ми: отсутствуют скачки выходного тока при подаче и сн тии входного тока, изменение знака выходного тока и нелинейность в начале характеристики преобразовани независимо от величины входного тока (в пределах миграционного участка входной вольт-амперной характеристки ): отсутствует вли ние сопротивлени нагрузки и напр жени смещени считывающего по посто нному току электрода на дрейф выходного тока в режиме интегрировани и запоминани или на величину тока, потребл емого от источника сигнала,в режиме усилени . Это повыщает точность преобразовател . Верхн гранична частота предложенного преобразовател определ етс рассто нием между общим и считывающим по посто нному току электродами, как и в известных преобразовател х, а чувствительность его примерно вдвое ниже. При этом более чем на пор док выще выходное сопротивление , динамические диапазоны входного и выходного токов преобразовател , что способствует расширению области его применени . Формула изобретени 1. Многоэлектродный электрохимический преобразователь концентрационного типа, содержащий заполненный электролитом герметичный корпус, состо щий из резервуара, в котором размещен входной электрод, и интегрального отсека с расположенными в нем, по меньшей мере, одним считывающим по посто нному току, экранирующим резервуар и общим электродами, о т л и ч а ю щ и йгс тем, что, с целью повышени точности , в интегральный отсек введен экрани-(54) MULTI-ELBTRODE ELECTROCHEMICAL PREOBRAES® ATE L The direct current electrode in B does not screen the integral compartment. These drawbacks are due to the fact that the input current passes not only along the internal input circuit of the converter, but also branches into the external section of the output circuit, but in the tetroe also into the external section of the screening tank of the type. In addition, as a result of a voltage drop across the load resistance in the DC-readable electrode circuit, the mixing voltage on this electrode changes, which destabilizes the operation mode of this electrode as a shielding integral compartment. An additional disadvantage of a converter with an AC-readable electrode is the low resistance of this output circuit. What can be eliminated only schematically, for example, by stabilizing the alternating voltage between the alternating current-reading electrode and the common electrode of the converter. The aim of the invention is to improve the accuracy of the converter. This is achieved in the proposed electrochemical converter of the concentration type, containing a sealed enclosure filled with electrolyte consisting of a tank in which the input electrode is placed, and an integral compartment with at least one read direct current, shielding reservoir and common electrodes, additionally introduced shielding electrode; the integral compartment of this and the DC-readable electrodes are located on both sides of the common electrode, which has one or more holes with a concentration of reagent close to the concentration on its surface, and the distance between the shielding integral compartment electrode and the common electrode, the common electrode, the distance between the conductive surfaces of this hole in the cross section of the common electrode does not exceed the distance between the common and direct current reading electrodes. In the proposed converter, the DC readout and shielding functions of the integral compartment perform various electrodes. In this case, there is no resistance of the load in the circuit of the shielding integral compartment of the electrode, which excludes the change in its bias voltage. In addition, the DC sensing electrode is removed from the scraping integral electrode compartment. At the same time, between them there is a common electrode and an electrolyte layer in its orifice (s) with a relatively high reagent concentration. This eliminates both the branching of the input current into the output circuit and the influence of the operating mode of the reading electrode on the operating mode of the shielding integral section of the electrode. The high concentration of the reagent in the orifice (s) of the common electrode is achieved due to the indicated orifice sizes and the distance between the electrodes in the integral compartment, based on the linear distribution of the reagent concentration in the Nernst diffusion layer. It also provides a reduction in the volume of the integral compartment to prevent a decrease in sensitivity and an upper cut-off frequency of the transducer with respect to known transducers with the same distance between the DC readout current and the common electrodes. The second difference in the converter is that, in order to increase the level of industrial production technology, the common electrode is made of several, for example, two elements arranged with overlap in length in different parallel planes of the integral compartment of the biplanar Q1 structure, and the shielding integral compartment and reading direct current electrodes are located on different sides of this overlap in different planes of the integral compartment, and the readout is inside the perimeter of the opposite element about the electrode. This ensures the manufacturability of the proposed converter, which is characteristic of a converter of planar construction, since the hole in the common electrode the gap between its elements is formed directly during the assembly of the converter, and thin-film technology can be used to make electrodes. FIG. 1 shows the described converter in section: in FIG. 2 shows a conventional graphic representation and a circuit for switching on the converter. The converter includes a housing 1 with a reservoir 2 and an integral compartment 3 located in it. In the reservoir 2 an input electrode 4 is placed, in the integral compartment 3 there are elements of the electrode shielding electrode 5, elements of the integral electrode shielding 6, elements of the common electrode 7 and consider current of the electrode 8 Body material - glass, inert to the electrolyte, a platinum troupe. The material of the electrodes is platinum or a platinum-ipine alloy. The elements of electrodes 5 and 6 are located in pairs on opposite walls of the integral compartment 3, and the elements of electrode 5 are not directly on the entrance to the integral compartment 3, and the elements of electrode 6 are the head of the compartment, near the elements of the common electrode 7. The latter are also located on opposite walls of the integral compartment and their front edges - at an equal distance from the electrodes 6. The rear edge of one of the elements of the common electrode 7 is located at the end of the integral compartment 3, where the rear edge of the opposite electrode 8, counted vayuschego of n Nome constant current. The second element of the common electrode 7 is located between this electrode 8 and the element of the shielding integrated compartment of the electrode 6. Thus, between the electrodes 6 and 8 there is a common electrode 7 with a gap between its elements. The distances between the electrodes 5 and 6, 6 and also between their elements do not exceed the distance between the reading electrode 8 and the common electrode 7. The transmitter is filled with electrolyte through a tube in the wall of the tank 2 (not shown in the figures), after which - brewed. For training and operation of the transducer — the body between its input 4 and the shielding electrode 5 of the tank 2 includes a source of polarizing voltage 9, and between its common 7 and the shielding electrode 6 of the integral compartment is a source of polarizing voltage 10 that reads In this case, the electrode 8 is connected to the minus of the voltage source 1O through the load resistance 11. The input terminal is connected to the input 4 and common 7 with the converter electrodes and serves to connect the source of the electrical signal. The operation of the Converter is as follows. With the connection of an electrical signal source to the terminals, the input of the converter passes an input current through its input circuit. Some part of this current, depending on the concentration of the reagent in tank 2, branches to the outer part of the circuit of the shielding electrode. 5, the total input current passes through the electrolyte section between electrodes 5 and 6, some of the input current, depending on the concentration of reagent in the integral compartment 3, also branches to the outer section of the shielding integrated section electrode 6, and finally, the full input / output value current passes through the electrolyte section between the elements of the common electrode 7, while the DC-sensing electrode is located away from the input circuit and removed from the shielding electrode of the electrode 6, and between them A common electrode 7 can be found with a relatively twist OKOY concentration of the reagent in the gap between its elements. Therefore, the influence of the input current on the trick and the output on the shielding of the integral compartment 3 is excluded. When using solutions of potassium iodide and iodine as the electrolyte, the directions between the transducer electrodes should not exceed 0.75 V, and when using solutions in dimet-form-MID - 1.5 V. The tests of the proposed converter confirmed the effectiveness of the technical solutions applied in it and the advantages over the known converters: there are no jumps in the output current when supplying and removing current, change in the sign of the output current and nonlinearity at the beginning of the conversion characteristic regardless of the input current (within the migration portion of the input current-voltage characteristic): there is no effect of the load resistance and the bias voltage of the direct current-reading electrode on the output current drift integration and storage, or the amount of current consumed from the signal source, in amplification mode. This increases the accuracy of the converter. The upper cut-off frequency of the proposed converter is determined by the distance between the common and DC reading electrodes, as in the known converters, and its sensitivity is approximately twice as low. In this case, more than an order of magnitude, the output impedance, the dynamic ranges of the input and output currents of the converter, which contributes to the expansion of its application area. Claim 1. A multi-electrode concentration-type electrochemical converter containing a sealed enclosure filled with electrolyte consisting of a tank containing an input electrode and an integral compartment with at least one DC readable shielding tank and a common electrodes, that is, by the fact that, in order to increase accuracy, a screened screen was inserted into the integral compartment
77
руклций его электрод, причем этот и считывающий по посто нному току электроды ресположены по обе стороны общего электрооа , который имеет одно или несколько отверстий с концентрацией реагента, близкой к концентрации на его поверхности, а рассто ние между экранирующим интегральвый отсек и общим электродами, ддина.отверсти в обшем электроде и рассто ни межйу его электропроводными пойерхност ми & поперечном сечении общего электрода ее превышают рассто ни между 60щим и считываюцим по посто нному току электродами .Its electrode, the one that reads DC, the electrodes are responsive on both sides of the common elec- tric, which has one or more holes with a concentration of reagent close to the concentration on its surface, and the distance between the shielding integral compartment and the common electrodes, Ddin. holes in the common electrode and the distance between its electrically conductive surfaces & the cross section of the common electrode exceeds the distance between the current and the current read by the electrodes.
2. Преобразователь по п. 1, о т л нчающийс тем, что, с целью оовы« шени уровн технологии промыщлениого2. The converter according to claim 1, which is based on the fact that, in order to develop the technology of industrial
8eight
гфоизводства, общий электрод выполнен из нескольких, например, двух элементов, расположенных с перекрытием по длине в разных параллельных плоскост х интегрального отсека бипланарной конструкции, а экранирующий интегральный отсек и считывающий по посто нному тоху электроды расположены с разных сторон этого перекрыти , причем считывакщий - внутри периметра противолежащего ему элемента общего электрода.Production, the common electrode is made of several, for example, two elements arranged with overlap along the length in different parallel planes of the integral compartment of the biplanar structure, and the shielding integral compartment and the electrodes that read by constant torch are located on different sides of this block, and the reading the perimeter of the opposite element of the common electrode.
Источники информации, прин тые вовнимание при экспертизе:Sources of information taken during the examination:
1.Трейер Bi В. и Гф Электрохимические интегрирующие и аналоговые запоминающие ёлементы, М., 1971. 59-68.1. B. Bi Tracer and Gf Electrochemical integrating and analog storage elements, M., 1971. 59-68.
2.Авторское свидетельство СССР № 41464О, кл. Н О1 Д 9/22, 1972,2. USSR author's certificate number 41464O, cl. H O1 D 9/22, 1972,