SU898525A1 - Ртутный интегратор - Google Patents

Description

(54) РТУТНЫЙ ИНТЕГРАТОР

I

Изобретение относитс  к приборостроению, в частности к ртутным капилл рным электрохимическим преобразовател м, которые используютс  при построении электрохимических интеграторов , счетчиков машинного времени, счетчиков ампер-часов, реле времени и др.

Известен ртутный интегратор, в котором с целью повышени  ударной и вибрационной устойчивости между столбиками ртути помещена пориста  перегородка, пропитанна  рабочим электролитом и непроннкаема  дл  ртути 1.

Недостатком устройства  вл етс  высокое внутреннее сопротивление преобразовател  (20-30 кОм), обусловленное наличием между электродами пористой перегородки, блокирующей поверхности ртутных электродов.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  ртутный интегратор, содержащий герметичную заполненную в зкой жидкостью прозрачную ампулу, в которую помещен капилл рный кулометр, состо щий из стекл нного капилл ра , заполненного двум  столбиками ртути , разделенными перегородкой, и двух токоОТВОДОВ , укрепленных на концах капилл ра и вьгееденных наружу через стенки ампулы. Ампула с жидкостью и спиралевидные токов ыводы повышают устойчивость кулометра к ударным и вибрационным воздействи м.

Принцип работы преобразовател  основан на анодном растворении и катодном осаждении ртути при пропускании посто нного тока и перемещении электролита по капилл ру в сторону анода пропорционально количеству

10 пропущенного злектричества 2.

Claims (2)

1. Недостатками известного интегратора  вл ютс  высокое внутреннее сопротивление (1-3 кОм), низкие рабочие токи (4-8 мкА) из-за наличи  малой площади рабочей поверх15 ности электродов (0,1 мм), что не позвол ет использовать преобразователь на малые временные интервалы (до 3-5 ч). :Минимальное врем  интегрировани  устройства составл ет 500 ч. Из-за наличи  электролита между стол20 биками ртути и свободных объемов на концах капилл ра, играющих роль демпфера при температурных колебани х длин столбиков ртути, преобразователь имеет недостаточно высокую устойчивость к ударным и температурным воздействи м, привод.щим к дроблению столбиков ртути и растеканию электролита. Наличие у интегратора малой площади рабочей поверхности электродов и малого объема электролита  вл етс  нестабильности электрических характеристик преобразовател , так как следы примесей в этих услови х ока зывают сильное вли ние на конвективные про цессы в капилл ре, на скорость и механизм переноса ртути. Цель изобретени  - повьпление рабочих токов, расширение диапазона измерений вреI менных интервалов в сторону нижнего предела , повышение стабильности электрических характеристик и стойкости преобразовател  к ударным и температурным воздействи м. Указанна  цель достигаетс  тем, что на концах капилл ра вьшолнены и заполнены ртутью расширени  из пористого стекла, проницаемого только дл  жидкости, а ампула, в которую помешен микрокулометр, заполнена рабочим электролитом, содержашим ионы ртути, причем поверхность токоотводов, контактирующа  с электролитом, покрыта электроизолируюшей пленкой. На чертеже представлено предлагаемое устройство. Ртутньш интегратор содержит стекл нный капилл р, цилиндрическа  часть 1 которого вьшолнена из сплошного стекла, а расишрени  на концах 2 и 3 вьшолнены из пористого стекла с диаметром пор 100 мк Капилл р заполнен двум  столбиками ртути 4 и 5, разделенными электроизолирующей перегородкой 6, способной к перемещению по капилл ру. Перегородка вьшолнена из сплошного ферритового стержн  и служит дл  разрыва электрической цепи по капилл ру и обеспечени  визуального или электрического считывани  информации. Капилл р помещен в герметичную (из прозрачной пластмассы) ампулу 7, заполненн}то рабочим электротштом ртути 8, и закреплен в ней двум  спиралевидными токоотводами 9 и 10 (из титановой проволоки диаметром 0,3 мм), которые введены в ртуть и загерметизированы, по концам капилл ра и в стенках ампулы. Спиралевидна  часты токоотводов, наход ща с  в кон такте с электро1штом, покрыта химически стойкой сплошной изолирующей пленкой оки си титана (оксидирование титановых токов ыводов ). Электрическа  цепь по капилл ру разорвана ферритовым разделителем 6 (в отсутствии электролита), поэтому при пропускании посто |шого тока через токовьшоды 9 и 10 процессы растворегш  и осаждегш  ртути про текают на поверхности ртути, наход щейс  в рас1Ш рени х и контактирующей с электро 4 литом через пористые стенки расширений. Пе. ренос ионов ртути осушествл етс  через объем электролита, наход щийс  в ампуле. При элеткрохимическом переносе ртути из одного расширени  в другое анодный столбик ртути укорачиваетс , а катодный удлин етс , в результате чего разделительный элемент 6, служащий индикатором отсчета, переме1цаетс  по капилл ру в сторону анода, пропорционально количеству пропущенного электричества. Величина перемещени , может считьтатьс  как визуально, так и электрически , например, с помощью катушки индуктивности . Ампула 7 заполнена литиевым электролитом ртути состава 6 н. Lil -f- 1н. Hglj, который имеет достаточно высокую в зкость и совместно со спиралевидными токовыводами надежно защищает измерительный капилл р от ударных нагрузок. Возможность замены в предлагаемой конструкции электролита в капилл ре на твердый разделительный элемент повышает устойчивость прибора к механическим и вибрационным нагрузкам . Кроме того, устойчивость прибора к ударным воздействи м дополнительно повышаетс  за счет расширений в капилл ре, которые повышают силу в зкого трени  при продольном перемещении капилл ра в в зкой жидкости. В устройстве исключаетс  необходимость в свободных демпфирующих объемах на концах капилл ра, что также повышает устойчивость. Демпфирующее действие при термическом расширении столбиков ртути осуществл ют поры в стенках распшрений, куда может заходить избыток ртути при нагревании преобразовател . В устройстве рабоча  поверхность ртутных электродов в расширени х (100 мм при диаметре расшире1ш  6 мм) не менее, чем в 100 раз превышает рабочую поверхность электродов (менисков) в известном устройстве (0,14 мм цри диаметре капилл ра 0,3 мм), что позвол ет уменьшить внутреннее сопротивление от 1 кОм до 10 Ом, повысить рабочие токи от 10 мкА до 10 мА и уменьшить нижний предел временных интервалов (минимальное врем  прохождени  разделительным элементом всей длины измерительной щкалы) от 500 до 5 ч. Микрокулометр в известном устройстве  вл етс  базовым элементом, на основе которого создаютс  (серийно выпускаемые) счетчики времени, счетчики ампер-часов, реле времени и др. Поэтому предполагаемое изобретение по сравнению с базовым объектом позвол ет уменьшить внутреннее сопротивление прибора, повысить рабочие токи, расширить диапазон измерений временных интервалов в сторону нижнего предела, повысить воспроизводимость электрических характеристик и ус тойчивость преобразовател  к ударным и температурным воздействи м, Высокие эксплуатационные характеристики преобразовател  позвол ют расширить области его использовани , например, в качестве врем задающего устройства (с дополнитель но впа нными сигнальными электродами) или интегратора d непрерьтным электрическим счи тыванием в объектах, испытывающих высокие ускореки  (до 1000 д) и высокие перепады температур (-30)-(+120)° С. Низкое сопротивление преобразовател  позвол ет достаточно просто строить электрическую схему преобразовател . Формула изобретени  Ртутный интегратор, содержащий герметичную заполненную в зкой жидкостью прозрач5 ную ампулу с размещенным в ней кулометром , состо щим из стекл нного капилл ра, заполненного двум  столбиками ртути, разделенными перегородкой, и двух токоотводов, укрепленных на концах капилл ра и вьтеденных наружу через стенки ампулы, отличающийс  тем, что, с целью расширени  рабочего диапазона кулометра и повышени  стабильности его электрических ха рактеристик , на концах капилл ра выполнены и заполнены ртутью расширени  из пористого мЬтериала , проницаемого только дл  жидкости, причем поверхность токоотводов, контактирующа  с жидкостью, покрыта электроизолирующей пленкой, а в качестве жидкости вз т рабочий электролит, содержащий ионы ртути. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3662262, кл. 324-94, опублик. 72.
2. 2.Патент Великобритании № 1481156, кл. G 1 U(Q), опублик. 1977 (прототип).