Claims (3)
Работа преобразовател основана на преобразовании гидродинамического потока электролита, вызванного действием на мембраны разности давлени , в электрический сигнал. 3 Недостатком известного техническо го решени вл етс неспособность пр образовател измер ть посто нное дав ление и сложность устройства, которое в основном предназначено дл обе спечени умножени двух выходных сиг налов электрического тока. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс преобразователь , содержащий цилиндрический корпус , ограниченный с торцовой стороны мембраной и заполненный электроли том, разделенным ртутью и газовым об Недостатком известного техническо го решени вл етс невысока точность и воспроизводимость электрических характеристик, обусловленна сильной г(ависимостью емкости (или строени ) двойного электрического сло от примесей поверхностно-активных веществ, от которых трудно освободить рабочие растворы, и дополнительной погрешностью, св занной с преобразованием сигнала: малые рабочие токи, которые вл ютс токами зар жени двойного электрического сло ; сложность схемы и самого частотного (,резонансного-) принципа считывани ; неспособность преобразовател интегрировать входной сигнал по времени и обеспечивать визуальное и электрическое считывание интегрального значени . Цель изобретени - повышение стабильности характеристик преобразовател и расширение его функциональных возможностей.. Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователе механических воздействий, содержащем цилиндрический корпус, ограниченный с торцовой стороны упругой мембраной и заполненный электролитом, раз деленным ртутью, и газовым объемом, корпус преобразовател разделен на четыре отсека, два из которых заполнены ртутью и отделены друг от друга электроизолирующей перегородг кой, имеющей сквозные капилл рные каналы, заполненные электролитом рт ти, остальные отсеки заполнены элек тролитом ртути, отделении от ртути электроизолирующими перегородками и соединены между собой двум канал ми, один из которых заполнен электр литом ртути, а другой имеет щеле0 видную форму, пересекает капилл рные каналы и снабжен перегородкой, жестко св занной с мембраной и имеющей отверстие. Кроме того, отсеки, заполненные ртутью, сообщаютс между собой посредством капилл ра, заполненного ртутью и имеющего на концах расширени , между которыми расположен столбик газа. На фиг. 1-3 схематично изображен предлагаемый преобразователь; фиг.2получена из фиг.1 путем поворота преобразовател вокруг продольной оси корпуса АВ по часовой стрелке на фиг. 3 получена из фиг.2 путем поворота преобразовател вокруг оси А и в, перпендикул рной к продольной оси корпуса по часовой стрелке на kS. Преобразователь содержит корпус 1. разделенный на четыре отсека, два из которых 2 и 3 заполнены ртутью с токовыводами k и отделены друг от друга электроизолирующей перегородкой 5, имеющей сквозные капилл рные каналы 6, непроницаемые дл ртути (н,а rt-ir. 1-3 обозначены одним каналом , сое .ин ющие pтytныe отсеки и заполненн-ie электролитом 1н Нд (С 10,1 +2н11С1С4, отсека 7 и 8, один из которых 7 отделен от внешней среды упругой мембраной 9, заполнены электролитом ртути, отделены от ртути электроизолирующими перегородками 10 и 11 и соединены между собой двум каналами 12 и 13, один из которых. 12 заполнен электролитом ртути, а второй имеет щелевидную форму ( фиг. 3, пересекает капилл рные каналы 6 и имеет перегородку , ;честко св занную с мембраной 9 и имеющую отверстие 15 дл открывани капилл рных каналов, причем внешне ртутные отсеки сообщаютс между собой через капилл р 16, заполненный ртутью и имеющий по концам расширени 17 и 18 между которыми находитс столбик газа 19. Дл работы преобразователь устанавливают мембраной вверх и на токовыводы k накладывают посто нное напр жение 0,3 В, так что один из отсеков , например 2 вл етс катодом, а отсек 3 - анодом. При отсутствии давлени на мембрану капилл рные каналы 6 перекрыты перегородкой 1 и ток в цепи преобразовател:1 (.юновый ток) , обусловленный проводимостью пленки электролита, смачивающей стенки пере городки и щелевидного канала, составл ет 2-3 мкЛ. При воздействии дав лени на мембрану 9 перегородка (при прогибе мембраны вовнутрь) переместитс г.э теле видному каналу и приоткроет капилл рные каналы 6, сое дин ющие ртутные отсеки (электроды), при этом в цепи преобразовател возрастает электрический ток за счет возрастани скорости р астворени рту ти на аноде и осаждени ее на катоде С ростом давлени на мембрану увеличиваетс количество открытых капилл рных каналов, а следовательно, и рабочий ток преобразовател . Канал 12 служит дл выравнивани давлений в отсеках. Таким образом, осуществл етс пре образование давлени , действующего н мембрану, в электрический ток, который пропорционален давлению во всем диапазоне измер емых давлений. В результате электрохимического переноса ртути из анодного ртсека в катодный давление рути в катодном от секе увеличиваетс , а в анодном уменьшаетс . Так как капилл рные каналы 6 непроницаемы дл ртути, то под действием разности давлений ртут перемещаетс из катодного отсека в анодный по капилл ру 16 с расширени ми , передвига газовый столбкк в сторону анодного отсека пропорционал но количеству прошедшего электричест ва. Так как ток преобразовател пропорционален работе, выполненной мемб раной, следовательно значение перемещени столбика газа по капилл ру пропорционально работе, выполненной мембраной или системой, от которой это давление воспринимаетс . Тазовый столбик кроме выполнени фунтдии индикатора отсчета необходим также дл разрыва электрической цепи по капилл ру и может быть заменен на любую жидкость, не Пропускающую электрический ток. Расширени 17 и 18 в капилл рной трубке выполнены с целью исключени попадани газа в анодный отсек. При попадании газа в расширение он в момент соприкосновени ртутных поверхностей (столбиков) самопроизвольно возвращаетс (переокакивает) в уз-, кую часть капилл ра, а ртуть дискрет ными порци ми переходит из катодного 06 отсека в анодный. Импульс тока в момент замык 1ни электрической цепи при соприкосновении ртутных поверхностей служит сигналом об окончании процесса интегрировани (по числу импульсов ) количества прошедшего электричества . Дл перемещени индикатора отсчета в противоположном направлении следует изменить пол рность на токовыводах прибора, при этом ток в цепи преобразовател не изменитс . Таким образом, предобразователь дополнительно выполн ет функцию.интегратора тока. Предлагаемый преобразователь имеет стабильные и воспроизводимые электрические характеристики, так как в услови х посто нно обновл ющейс поверхности ртутных электродов в процессе электролиза и перемещени поверхностных слоев ртути эЛЛект блокировки поверхности ртути небольшими количествами примесей поверхностно-активных веществ исключаетс . Стабильность электрических характеристик обеспечиваетс высокими токами обмена разр да-ионизации ртути. Таким образом, построение ртутного преобразовател Посто нного давлени на основе обратимой ртутно-капилл рной электрохимической системы, в которой зависимость тока электролиза ртути от давлени осуществл етс с помощью подвижной экранирующей перегородки , жестко св занной с упругой мембраной, на которую воздействует избыточное давление, позвол ет расширить функциональные возможности прибора, повысить рабочие токи , точность и воспроизводимость электрических характеристик. Формула изобретени 1. Преобразователь механических воздействий, содержащий цилиндрический корпус, ограниченный с торцовой стороны упругой мембраной и заполненный электролитом, разделенным ртутью и газовым объемом, отличающийс тем, что, с целью повышени стабильности его характеристик , корпус преобразовател разделен на четыре отсека, два из которых заполнены ртутью и отделены друг от друга электролизолирующей перегородкой , имеющей сквозные капилл рные каналы, заполненные электролитом ртути, остальные отсеки заполнены электролитом .ртути, отделены от ртути электроизолирующими перегородками и соединены между собой двум каналами , один из которых заполнен электролитом ртути, а другой имеет щелевидную форму, пересекает капилл рные каналы и снабжен перегородкой, жестко св занной с мембраной и имеющей отверстие. 2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ ,и и с тем, что, с целью расширени его функциональных возможностей, отсеки, заполненные ртутью, сообщаютс между собой пос156 ц 2 9 08 редством капилл ра, заполненного ртутью и имеющего на концах расширени , между, которыми расположен столбик газа. .Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Воскресенский П. И. Техника лабораторных работ. Н., Хими , 1973, с. 322. The operation of the converter is based on the conversion of the hydrodynamic flow of the electrolyte, caused by the action of a differential pressure on the membrane, into an electrical signal. 3 A disadvantage of the known technical solution is the inability of the generator to measure the constant pressure and the complexity of the device, which is mainly intended to both multiply the multiplication of two output signals of electric current. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed is a transducer containing a cylindrical body limited from the front side by a membrane and filled with an electrolyte separated by mercury and gas. A disadvantage of the known technical solution is the low accuracy and reproducibility of electrical characteristics caused by strong g (dependence of the capacitance (or structure) of an electrical double layer on impurities of surface-active substances, from which it is difficult to free barrel solutions, and the additional error associated with signal conversion: low operating currents, which are the charging currents of an electrical double layer, the complexity of the circuit and the most frequency (resonant) principle of reading, the inability of the converter to integrate the input signal over time and provide visual and electrical readout of integral value. The purpose of the invention is to increase the stability of the characteristics of the converter and expand its functionality. The goal is to achieve The fact is that in a mechanical transducer, containing a cylindrical body limited from the front side by an elastic membrane and filled with an electrolyte divided by mercury and a gas volume, the converter body is divided into four compartments, two of which are filled with mercury and separated from each other by electrically insulating barriers which has through capillary channels filled with mercury electrolyte, the remaining compartments are filled with mercury electrolyte, separated from mercury by electrically insulating partitions and connected ezhdu a two channel E, one of which is filled with mercury cast RE, and the other has schele0 prominent shape intersects the capillary channels and provided with a partition rigidly associated with the membrane and having an opening. In addition, the compartments filled with mercury communicate with each other by means of a capillary filled with mercury and having an extension at the ends, between which there is a gas column. FIG. 1-3 schematically depicts the proposed converter; FIG. 2 is obtained from FIG. 1 by rotating the transducer around the longitudinal axis of the housing AB in a clockwise direction in FIG. 3 is obtained from FIG. 2 by rotating the transducer around axis A and b, which is perpendicular to the longitudinal axis of the housing in a clockwise direction on kS. The converter comprises a housing 1. divided into four compartments, two of which 2 and 3 are filled with mercury with current leads k and separated from each other by an electrically insulating partition 5 having through capillary channels 6 impermeable to mercury (n, and rt-ir. 1- 3 are denoted by one channel, connecting the ptytnye compartments and filled with 1N electrolyte (C 10.1 + 2n11C1C4, compartments 7 and 8, one of which 7 is separated from the external environment by an elastic membrane 9, filled with mercury electrolyte, separated from the mercury electrically insulating partitions 10 and 11 and are interconnected by two to 12 and 13, one of which is filled with mercury electrolyte, and the second has a slit-like shape (Fig. 3, crosses capillary channels 6 and has a septum,; honestly associated with membrane 9 and having an opening 15 for opening capillary channels, and the externally mercury compartments communicate with each other through a capillary p 16 filled with mercury and having expansion ends 17 and 18 between which there is a gas column 19. For operation, the converter is installed with a membrane upwards and a constant voltage of 0.3 V is applied to the current terminals k, so that one of tsekov example 2 is the cathode, and the compartment 3 - anode. In the absence of pressure on the membrane, the capillary channels 6 are blocked by a partition 1 and the current in the converter circuit: 1 (ground current), due to the conductivity of the electrolyte film wetting the wall of the partition and the slot-like channel is 2-3 μL. When pressure is applied to the membrane 9, the septum (when the membrane bends inside) will move the body to the visible channel and slightly open the capillary channels 6 connecting the mercury compartments (electrodes), while the converter increases the current By dissolving mercury on the anode and depositing it on the cathode. With increasing pressure on the membrane, the number of open capillary channels and, consequently, the operating current of the converter increases. Channel 12 serves to equalize the pressures in the compartments. Thus, the pressure acting on the membrane is transformed into an electric current that is proportional to the pressure in the whole range of measured pressures. As a result of the electrochemical transfer of mercury from the anode compartment to the cathode pressure, the rut in the cathode compartment increases and in the anode compartment decreases. Since the capillary channels 6 are impermeable to mercury, under the action of a differential pressure, mercury moves from the cathode compartment to the anode compartment through the capillary 16 with extensions, moving the gas column towards the anode compartment proportional to the amount of the passed electrical system. Since the converter current is proportional to the work performed by the membrane, hence the value of moving the gas column along the capillary is proportional to the work performed by the membrane or system from which this pressure is perceived. The pelvic column, in addition to performing the function of the reference indicator, is also necessary for breaking the electric circuit along the capillary and can be replaced with any liquid that does not transmit electric current. Expansions 17 and 18 in the capillary tube are designed to prevent gas from entering the anode compartment. When gas enters the expansion, it at the moment of contact of the mercury surfaces (columns) spontaneously returns (perekakivaet) to a narrow part of the capillary, and mercury passes in discrete portions from the cathode compartment 06 to the anode compartment. The current pulse at the moment of closing the electric circuit in case of contact of mercury surfaces serves as a signal of the end of the integration process (according to the number of pulses) of the amount of transmitted electricity. To move the reference indicator in the opposite direction, the polarity on the device current leads should be changed, while the current in the converter circuit will not change. Thus, the pre-generator additionally performs the function of a current integrator. The proposed converter has stable and reproducible electrical characteristics, as under the conditions of a constantly updated surface of mercury electrodes in the process of electrolysis and moving the surface layers of mercury, the elimination of mercury surface blocking with small amounts of surfactant impurities is excluded. The stability of the electrical characteristics is provided by high exchange currents for the discharge-ionization of mercury. Thus, the construction of a constant pressure mercury transducer based on a reversible mercury-capillary electrochemical system, in which the pressure dependence of the current of mercury on pressure is carried out by means of a mobile shielding wall rigidly connected to an elastic membrane, which is affected by overpressure, expand the functionality of the device, improve operating currents, accuracy and reproducibility of electrical characteristics. Claim 1. Mechanical transducer comprising a cylindrical body limited from the front side by an elastic membrane and filled with an electrolyte separated by mercury and a gas volume, characterized in that, in order to increase the stability of its characteristics, the converter body is divided into four compartments, two of which are filled with mercury and separated from each other by an electrolysis partition, having through capillary channels filled with mercury electrolyte, the remaining compartments are filled with electrolytes The volume of mercury is separated from mercury by electrically insulating partitions and interconnected by two channels, one of which is filled with mercury electrolyte and the other has a slit-like shape, crosses capillary channels and is equipped with a partition rigidly connected to the membrane and having an opening. 2. The converter according to claim 1, in connection with the fact that, in order to expand its functionality, the compartments filled with mercury communicate with each other after 156 p 2 9 08 with a capillary filled with mercury and having an extension at the ends, between which the gas column is located. Sources of information taken into account in the examination 1. Voskresensky P. I. Technique of laboratory work. N., Himi, 1973, p. 322.
2.Патент США № , кл. 310-2 опублик, 19б7. 2. US Patent No., cl. 310-2 published, 19b7.
3.Трейер В. В. Электрохимические приборы М., Советское радио, 1978, с/ А6 (прототип).3.Treyer V.V. Electrochemical devices M., Soviet Radio, 1978, s / A6 (prototype).
16. 1916. 19
1one
S P/flf mftS p / flf mft