SU838465A1 - Electrokinetical pressure pick-up - Google Patents

Electrokinetical pressure pick-up Download PDF

Info

Publication number
SU838465A1
SU838465A1 SU792804656A SU2804656A SU838465A1 SU 838465 A1 SU838465 A1 SU 838465A1 SU 792804656 A SU792804656 A SU 792804656A SU 2804656 A SU2804656 A SU 2804656A SU 838465 A1 SU838465 A1 SU 838465A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
electrokinetic
electrodes
resistor
sensor
electrode
Prior art date
Application number
SU792804656A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Дмитриевич Баймаков
Валерий Александрович Чердынцев
Сергей Алексеевич Саютин
Марина Николаевна Саютина
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8708
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8708 filed Critical Предприятие П/Я В-8708
Priority to SU792804656A priority Critical patent/SU838465A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU838465A1 publication Critical patent/SU838465A1/en

Links

Description

(54) ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ(54) ELECTROKINETIC PRESSURE SENSOR

1one

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике, а более конкретно - к измерител м переменных микродавлений.The invention relates to information-measuring technology, and more specifically to measuring variable micropressures.

Известный электрокинетический датчик переменных давлений представл ет собой корпус, разделенный пористой перегородкой из диэлектри/ка на две камеры/ заполненные электрокинетической . жидкостью, например йщетоном. В каждой Кс1мере помещаетс  по электроду tl The known electrokinetic variable pressure sensor is a body divided by a porous dielectric / ka partition into two chambers / filled with an electrokinetic. liquid, such as base. Each Ks1mera is placed on the electrode tl

Величина потенциала протекани  электрокинетической жидкости через пористую перегородку пр мо пропорциональна диэлектрической посто нной жидкости, ее удельному сопротивлению и дзета-потенциалу, возникающему при взаимодействии электрокинетической жидкости с твердым телом. Недостатком известных электрокинетических датчиков этого типа  вл етс  высокое (сотни килоом) выходное сопротивление, вследствие чего на вход подключаемых к ним измерительных приборов навод тс  помехи, ограничивающие возможность измерени  низких давлений.The magnitude of the potential of the flow of an electrokinetic fluid through a porous partition is directly proportional to the dielectric constant of the fluid, its resistivity, and the zeta potential arising from the interaction of the electrokinetic fluid with a solid. A disadvantage of the known electrokinetic sensors of this type is high (hundreds of kilo-ohms) output resistance, as a result of which disturbances that restrict the ability to measure low pressures are applied to the input of measuring devices connected to them.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс The closest to the proposed technical essence is

устройство, использукндеес  в качестве электрокинетического акселерометра повышенной чувствительности. В этом датчике применены две пористые перегородки, выходной сигнал снимаетс - с двух крайних обкладок-электродов , а две центральные обкладки накоротко соединены между собой 2.device, used as an electrokinetic accelerometer of hypersensitivity. In this sensor, two porous partitions are applied, the output signal is removed from the two extreme electrode plates, and the two central plates are briefly interconnected 2.

Недостатком этого датчика также The disadvantage of this sensor is also

0  вл етс  невысока  чувствительность вследствие большого выходного сопротивлени  .0 is a low sensitivity due to high output resistance.

В св зи с ЭТИМ;улучшени  соотноЬени  сигнал-помеха в известных электрокинетических датчиках целесообразно добиватьс  уменьшением выходного сопротивлени , т, е. увеличением площади пористой перегородки , либо увеличением коэффициента In connection with this, it is advisable to achieve an improvement in the signal-to-noise ratio in known electrokinetic sensors by decreasing the output resistance, t, i.e. by increasing the area of the porous partition, or by increasing the ratio

0 передачи электрокинетического датчика путем более тщательной очистки рабочей жидкости. Однако увеличение площади пористой перегородки не позвол ет создавать малогабаритные конструкции, а очистка рабочей жидкости очень трудоемка и возможна лищь до известного предела. К тому же во врем  хранени  и эксплуатации электрокинетического датчика рабоча  жидкость посто нно загр зн етс .0 transfer electrokinetic sensor by more thorough cleaning of the working fluid. However, an increase in the area of the porous partition does not allow for the creation of small-sized structures, and the cleaning of the working fluid is very laborious and possible only to a certain limit. In addition, during storage and operation of the electrokinetic sensor, the working fluid is constantly polluted.

так как находитс  в непосредственном контакте с корпусом датчика, электродами и пористой перегородкой, а .жидкости, обладаквдие наибольшей электрокинетической активностью, весьма агрессивны, так как имеют пол рную структуру молекул. Иэменив (Шийс  вследствие загр знени  рабочей жидкости коэффициент передачи можно восстановить перезаполнением датчика свежей жидкостью.since it is in direct contact with the sensor body, the electrodes and the porous partition, and the liquids, which possess the greatest electrokinetic activity, are very aggressive, since they have a polar structure of molecules. By exchanging (due to contamination of the working fluid, the transmission coefficient can be restored by refilling the sensor with fresh fluid.

Цель изобретени  - повышение чувствительности за счет улучшени  соотношени  сигнал-помеха, расширение нижней границы диапазона измерени  давлений с помощью электрокинетического преобразовател , а также обеспечение возможности регулировки коэффициента передачи электрокинетического датчика давлений.The purpose of the invention is to increase the sensitivity by improving the signal-to-noise ratio, expanding the lower limit of the pressure measurement range using an electrokinetic converter, as well as providing the possibility of adjusting the transfer coefficient of the electrokinetic pressure sensor.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в него введены источник посто нного напр жени  и резистор со средней точкой-, причем два крайних электрода соединены между собой через резистор, источник посто нного напр жени  подключен к средней точке резистора и среднему электроду, который соединен с металлическим корпусом .This goal is achieved by introducing a constant voltage source and a mid-point resistor, with two extreme electrodes connected to each other through a resistor, a constant voltage source connected to the mid-point of the resistor and the middle electrode, which is connected to a metal case .

Величина сопротивлени  резистора дл  уменьшени  его шунтирующего вли ни  должна быть по величине близкой к величине выходного сопротивлени  электрокинетического датчика.The resistance value of the resistor to reduce its shunt effect should be close to the value of the output resistance of the electrokinetic sensor.

Переменный выходной сигнал может сниматьс  через конденсатор с крайнего электрода относительно заземленного корпуса, В этом случае корпус выполн ет роль экрана дл  сигнальных наружных электродов от внешних электромагнитных полей.The variable output signal can be removed through a capacitor from the outer electrode relative to the grounded housing. In this case, the housing acts as a shield for the signal outer electrodes from external electromagnetic fields.

На чертеже изображена схема , электрокинетического датчика давлениThe drawing shows a diagram of the electrokinetic pressure sensor

Электрокинетический датчик дав .лени  состоит из металлического корпуса 1, двух пористых перегородок 2, двух наружных сигнальных электродов 3, одного внутреннего электрода 4, резистора со средней точкой R, источника 5 посто нного напр жени , стекл нной втулки б, стекл нной шайбы 7 и конденсатора 8.The electrokinetic pressure sensor consists of a metal case 1, two porous partitions 2, two external signal electrodes 3, one internal electrode 4, a resistor with a midpoint R, a constant voltage source 5, a glass sleeve b, a glass washer 7 and condenser 8.

Пористые перегородки и электроды собираютс  в стекл нной втулке. На втулку надеваютс  части металлическогр корпуса. Выводы электродов и час/ги металлического корпуса припаивакЙгс  к втулке стеклоприпоем. На практике корпуса электрокинетических датчиков обычно делаютс  металлическими . В случае неметаллического корпуса датчика в жидкость вблизи датчика с двух сторон можно просто рвести дополнительные электроды, которые надо замкнуть со средним электродом .Porous partitions and electrodes are assembled in a glass sleeve. Parts of the metal housing are put on the sleeve. The terminals of the electrodes and the hour / g of the metal housing solder to the sleeve with glass frit. In practice, electrokinetic sensor housings are usually made of metal. In the case of a non-metallic body of the sensor, additional electrodes can be pushed into the liquid near the sensor from both sides, which must be closed with the middle electrode.

Электрокинетический датчик работает следующим образом.Electrokinetic sensor works as follows.

На границе рабочей жидкости и поверхности пористой перегородки образуетс  двойной электрический слой, образованный ориентированными в направлении твердого тела пол рными молекулами жидкости. Вблизи двойного эл ектрического сло  концентрируютс  наход щиес  в жидкости-ионы одного знака, образующие электрический зар д, прит гивающий ионы другого знака. Причем чем меньше концентраци  ионов в жидкости, тем меньше их св зь с двойным электрическим слоем, а следовательно, больше возникающий при перетоке жидкости потенциал на торцах пористой перегородки. При подключении к электродам датчика источника электрического напр жени  концентраци  ионов жидкости в капилл рах уменьшаетс , так как ионы собираютс  к противоположно зар женным электродам. Вследствие этого возрастает потенциал, возникающий на торца пористой перегородки при перетоке через нее жидкости, т.е. возрастает коэффициентпреобразовани  электрокинетического датчика давлени . Кроме этого, вблизи электродов при подаче на них электрического напр жени  происходит ориентаци  молекул пол рной жидкости в направлении электрода. Причем молекулы с обеих сторон элек-трода ориентируютс  в сторону электрода одинаковыми - полюсами, т.е. вблизи электрода возникает электрический зар д, созданный одноименно зар женньми полюсами молекул. При перетоке жидкости этот зар д смещаетс  в сторону перетока, в резуль тате чего наводимый этим зар дом на электрод потенциал уменьшаетс . Величина этого зар да пропорциональна напр жению электрического пол .At the interface between the working fluid and the surface of the porous septum, an electrical double layer is formed, formed by polar molecules of the liquid oriented in the direction of the solid. Near the double electric layer, ions of one sign, forming an electric charge, attracting ions of another sign, are concentrated in a liquid. Moreover, the lower the concentration of ions in a liquid, the less their connection with the electric double layer, and, consequently, the potential arising from the flow of liquid at the ends of the porous partition occurs. When a source of electrical voltage is connected to the electrodes, the concentration of liquid ions in the capillaries decreases as the ions are collected to oppositely charged electrodes. As a result, the potential that occurs at the end of the porous septum increases when the liquid flows through it, the conversion ratio of the electrokinetic pressure sensor increases. In addition, in the vicinity of the electrodes, when electrical voltage is applied to them, the molecules of the polar liquid are oriented in the direction of the electrode. Moreover, the molecules on both sides of the electrode are oriented towards the electrode by the same poles, i.e. near the electrode, an electric charge arises, created by the like-charged poles of the molecules. With a liquid overflow, this charge shifts towards the overflow, as a result of which the potential induced by this charge on the electrode decreases. The magnitude of this charge is proportional to the voltage of the electric field.

Благодар  очистке жидкости от ионов внутри капилл ров и определенной ориентации молекул пол рной жидкости вблизи электродов, на которые подаетс  электрическое напр жение, возрастает величина изменени  потенциала электрода при перетекании жидкости , следовательно улучшаетс  соотношение сигнал-помеха. Изменением величины посто нного напр жени  на электродах можно регулировать концентрацию ионов в капилл рах, обусловленную ориентацией пол рных молекул вблизи электродов, определ ющих коэффициент преобразовани  электроки ,нетического датчика давлени .Due to the purification of the fluid from the ions inside the capillaries and the specific orientation of the molecules of the polar fluid near the electrodes to which electrical voltage is applied, the magnitude of the change in the electrode potential increases as the fluid flows, therefore the signal-to-noise ratio improves. By varying the magnitude of the DC voltage on the electrodes, the concentration of ions in the capillaries can be controlled, due to the orientation of the polar molecules near the electrodes, which determine the conversion factor of the electrocution of a non-conventional pressure sensor.

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula Электрокинетический датчик давлени , содержащий металлический корпус , в котором размещены три электрода , отделенные друг от друга дву .м  пористыми перегородками, погруженными в электрокинетическую жидкость, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности.An electrokinetic pressure sensor comprising a metal housing in which three electrodes are placed, separated from each other by two porous partitions immersed in an electrokinetic fluid, characterized in that, in order to increase the sensitivity. в него введены источник посто нного напр жени  и резистор со средней точкой , причем два крайних электрода соединены между собой через резистор, источник посто нного напр жени  подключен к средней точке резистора и среднему электроду, который соединен с металлическим корпусом.A DC voltage source and a mid-point resistor are inserted in it, the two extreme electrodes are interconnected via a resistor, the DC voltage source is connected to the midpoint of the resistor and the middle electrode, which is connected to the metal case. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1, Электрохимические преобразователи первичной информации. Под ред. Е.М, Добрынина и П.Д. Луковце ,ва, М., Машиностроение, 1969, с. 57, рис. 9.1, Electrochemical converters of primary information. Ed. E.M., Dobrynina and P.D. Lukovets, VA, M., Mashinostroenie, 1969, p. 57, fig. 9. 2.Касимзаде М.С. и др. Электрокинетические преобразователи информации . М., Энерги , 1973, с. 99, рис. 45 (прототип).2. Kasimzadeh M.S. and others. Electrokinetic information converters. M., Energie, 1973, p. 99, fig. 45 (prototype).
SU792804656A 1979-07-28 1979-07-28 Electrokinetical pressure pick-up SU838465A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792804656A SU838465A1 (en) 1979-07-28 1979-07-28 Electrokinetical pressure pick-up

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792804656A SU838465A1 (en) 1979-07-28 1979-07-28 Electrokinetical pressure pick-up

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU838465A1 true SU838465A1 (en) 1981-06-15

Family

ID=20844191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792804656A SU838465A1 (en) 1979-07-28 1979-07-28 Electrokinetical pressure pick-up

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU838465A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4028815A (en) Temperature compensated toroidal accelerometer
CN101680910A (en) Method of work and circuit structure with capacitance type micro mechanical sensor of analog reset
SU838465A1 (en) Electrokinetical pressure pick-up
SU1501182A1 (en) Electrokinetic converter
SU1295343A1 (en) Molecular-electronic instrument transducer
RU2113694C1 (en) Device for measuring the conducting medium level
DE3414896A1 (en) Device for reducing the temperature dependence of a capacitive single-chamber differential pressure sensor
SU1029086A1 (en) Angular motion parameter electrokinetic meter
RU2018851C1 (en) Electrokinetic angular acceleration sensor
SU1735789A1 (en) Electric field sensor
SU1295462A1 (en) Electrokinetic transducer
SU1497544A1 (en) Contact sensor of electric conductivity
SU993026A1 (en) Electromagnetic consumption converter electrode system
SU962991A1 (en) Device for integrating alternating signals
SU958980A1 (en) Device for converting mechanical values to electrical ones
SU1413509A1 (en) Device for monitoring liquid media
SU756236A1 (en) Electrokinetic transducer
SU993057A1 (en) Force measuring converter
SU498543A1 (en) Conductometer sensor
SU1727087A1 (en) Acceleration meter
JPH0621016Y2 (en) Conductivity meter
SU408180A1 (en) HYDRODYNAMIC CONVERTER
SU1765720A1 (en) Temperature-to-electric signal diffusive transducer
SU907469A1 (en) Parametric converter of electric field
SU1190305A1 (en) Conductivity apparatus