Ртутний перетворювач
До АВТОРСЬКИМ СВІТОМ (61) Додаткове до авт. саїд-ау (22) Заявлено 051179 (21) 2836227/18-10 (u)851512
«З) м. кл.з із приєднанням заявки йо (23) Пріоритет
ССС P і про справи винаходів та відкриттів
Опубліковано 300781. Ьоллетень Іе 28
2 г (72) Лвтр винаходу
H.r.щіoрев (71) Заявник (54 ) РТУТНИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ
Винахід відноситься до приладобудування, зокрема ртутно-капіплярних перетворювачів, які є основними елементами при розробці різних пристроїв: лічильників машинного часу, лічильників ампер-годин, реле часу та ін.
Відомий ртутний перетворювач, що містить капіляр, заповнений двома стовпчиками ртуті, розділеними розчином електроліту на основі солей ртуті. У стінки капіляра впаяні сигнальні електроди, а по кінцях капіляра введені в ртуть і загерметизовані електроди, що управляють. Принцип роботи перетворювача ґрунтується на анодному розчиненні та катодному осадженні ртуті при пропусканні постояцного струму та пов'язаному з цим переміщенні електроліту у бік анода. Перетворювач виконує функції часзадаючого елемента або реле часу з установкою заданого часового інтервалу f 1 $, Недоліком відомого перетворювача є обмеженість виконуваних функцій.
Найбільш, близьким до пропонованого є ртутний перетворювач, що містить скляний капіляр з рас- ЗО мирінням, заповнений стовпчиками ртуті, розділеними електролітом, і керуючі і сигнальні електроди. Управляючі електроди введені ртуть по кінцях капіляра і загерметизовані компаундом. Два сигнальні електроди розташовані поблизу розширення і радіально протилежно спрямовані один до одного.
Перед використанням перетворювач заряджається, для чого за допомогоюуправляючих і сигнальних електродів формуються в капілярі ряд стовпчиків ртуті, розділений стовпчиками - електроліту заданої довжини. Кожен стовпчик розглядається як часовий інтервал при постійному (стабілізованому) струмі управління та діаметрі капіляраг тй = О, 351 с1 -3. „, н°
У процесі роботи перетворювача (при накладенні струму управління) стовпчики ртуті та електроліту переміщаються-у бік розширення і періодично замикають та розмикають сигнальні електроди. Час знаходження сагнальних електродів у замкнутому стані визначається довжиною стовпчика ртуті, а в розімкнутому вЂ" довжиною
851512 стовпчик електроліту. Струм зчитування, що періодично з'являється в ланцюгу сигнальних електродів посилюється і подається на виконавчий пристрій замикає або розмикає контакти робочого ланцюга, що керує яким-небудь періодичним процесом.
Досягаючи розширення, стовпчики електроліту зливаються в один загальний обсяг, що не виходить за межі розширення, і службовець "складом" електроліту для подальшої зарядки перетворювача. Таким чином, після виконання процесу зчитування, послідовність зі стовпчиків ртуті та електроліту руйнується Г21.
Недоліком відомого перетворювача є високий внутрішній опір приладу близько 50 кОм), обумовлене високим омічним опором (сумарної) послідовності всіх стовпчиків електролища, а також можливість тільки одноразового використання сформованої програми, так як вона руйнується після її виконання. Високий внутрішній опір приладу, обумовлений транспортними обмеженнями електровідновлюваних частинок, не дозволяє використовувати досить високі струми управління (тільки до 1-3 MKA), отже, перетворювач може бути використаний тільки дляотримання більших часових інтервалів (не менше 50 год).
Мета винаходу вЂ" зниження внутрішнього опору, підвищення робочих струмів і виключення процесу руйнування програми часових інтервалів після її використання.
Вказана мета досягається тим, що пристрій додатково містить друге розширення в капілярі, 4О яке відокремлено від першого вільним об'ємом і заповнене ртуттю, і другу пару сигнальних електродів, розташованих діаметрально один проти одного і на однакових відстанях 4 від розширень, причому керуючі електроди поміщені в розширення, що містить електроліт, і розділені пористою перегородкою зі скла, просоченої електролітом, а кінці капіляра з'єднані між собою, утворюючи кільцеву замкнуту систему.
На. фіг. 1 показаний перетворювач перед зарядкою, загальний вигляд, на фіг.2 перетворювач, підготовлений до робо4е..за заданою програмою, на фіг. 3 вЂ" перетворювач після виконання заданої програми.
Корпус перетворювача виконаний у вигляді замкнутого кільця, що містить вимірювальної капіляр 1 діаметром
0,3 мм і два розширення 2 і 3. Розширення 2 розділено на два електродних відсіки пористою скляною перегородкою 4, просоченої електролітом, 45 по обидва боки якої розташовані платинові (можна молібденові або вольфрамові) сітчасті електроди 5 і. б. Внутрішня порожнина перетворювача заповнена ртуттю 7 і електролітом 8, а між розширеннями 2 і 3 є вільний об'єм
9. Циліндрична частина капіляра містить дві пари сигнальних електродів, одна з яких 10 і 11 розташована поблизу розширення 2, а друга 12 і 13 вЂ" в центрі капіляра.
Вільний об'єм 9, який може бути заповнений діелектричною рідиною або розчином з низькою електропровідністю дляпостійного струму, введений з метою розриву електричного ланцюга між керуючими електродами по капіляру і забезпечення протікання керуючого струму (електролізу) тільки через пористу перегородку 4. Розширення 2 і 3 виключають проникнення газового об'єму або діелектричної рідини вимірювальний капіляр або електродну камеру, так як газового об'єму або рідина в розширення він під дією капілярних сил
"перескакує" (повертається) у вузьку частину між розширеннями, а ртуть певними порціями (дискретно) переходить з одного розширення до іншого. Поділ керуючих електродів пористою просоченою електролітом перегородкою та збільшення площі їхньої поверхні зменшує внутрішній опір перетворювача (до 30 Ом) у 1000 разів у порівнянні з відомим. У стільки ж разів збільшуються робочі струми та зменшується часовий інтервал.
Так як пориста перегородка не пропускає металеву ртуть, то в процесі електролізу переміщення ртуті з катодного відсіку в анодний здійснюватиметься тільки через вимірювальний капіляр у кількості пропорційній кількості пропущеної електрики.
Перед використанням перетворювача інформація про часові інтервали заноситься в комірку пам'яті, в якості якої використовується ліва половина капіляра з сигнальними електродами 10, 11. Для цього сигнальні електроди 10 і 11 піддають катодної поляризації за допомогою зовнішнього джерела струму, анодом служить керуючий електрод б. При цьому на сигнальних електродах 10 та 11 виділяється металева ртуть, яка, розриваючи стовпчик електроліту, перекриває капіляр. Регулювання довжини отриманого стовпчика ртуті здійснюється за допомогою цих електродів. Переміщення сформованого стовпчика здійснюють за допомогою керуючихелектродів 5 та б. Формуючи вищезазначеним способом стовпчики
851512 ртуті та електроліту заданої довжини і переміщуючи їх у комірку пам'яті, можна отримувати задану послідовність стовпчиків ртуті, розділених електролітом у вигляді програми часових інтервалів (фіг.2).
Перетворювач працює наступним чином.
На керуючі електроди 5 і 6 подається постійний стабілізований ток.заданої величини, так щоб стовпчики переміщалися у бік сигнальних електродів 12 і 13, які періодично заїкаються стовпчиками .ртуті і розважаються стовпчиками електроліту.
У момент замикання сигнальних електродів 12 і 13 в ланцюзі зчитування з'являється сигнальний струм, який використовується для управління будь-яким періодичним процесом.
Після закінчення процесу зчитування програма не руйнується, а переходить в іншу комірку пам'яті (фіг.3).
Якщо програма не симетрична, вона повертається у вихідне положення (фіг.2) струмом зворотної поляризації або виконується у зворотній послідовності. Якщо програма симетрична, вона може циклуватися, тобто. зчитуватися при переході з одного осередку до іншого. Кількість зчитувань сформованої програми не обмежена. При необхідності програма руйнується шляхом переміщення всіх стовпчиків розширення 2, де відбувається поділ електроліту і ртуті.
Перетворювач може знайти застосування при побудові програмних часозадаючих пристроїв, які використовуються в системах автоматичного контролю та керування ° Малий внутрішній опір, високі струми керування дозволяють досить просто будувати електронну схему пристрою. Можливість необмеженого числа зчитувань заданої програми з ширшим інтервалом.
5 значень тимчасових затримок від 10 до 10 підвищуютьексплуатаційні характеристики перетворювача, розширюють сферу його застосування.
t0 формула винаходу
Ртутний перетворювач, що містить скляний капіляр з розширенням, заповнений стовпчиками ртуті, 15 розділеними електролітом, керуючі і сигнальні електроди, що відрізняється тим, що, з метою розширення діапазону часових інтервалів, що зчитуються, H збереження
20 інформації про їх велич при необмеженому числі зчитувань, перетворювач містить друге розширення, заповнене ртуттю і відокремлене від першого вільним об'ємом, другу пару сигнальних електродів, розташованих діаметрально один проти одного на рівних відстанях від розширень, причому керуючі електроди розміщені в розширенні, що містить електроліт, і розділені пористою просоченою електролітом перегородкою, а кінці капіляра з'єднані між собою, утворюючи замкнуту кільцеву систему.
Джерела інформації, прийняті до уваги під час експертизи
1. Авторське свідоцтво СРСР
M 431565t кл. Н 01 G 9/22, 1974.
2. Авторське свідоцтво СРСР
40 за заявкою Р 2597308/18-10, кл. Н 01 G 9/22, 30.03.78°
Х Її Is CZ Ly фце. Я
Редактор Є.Дічинська ТехредМ. Табакович Коректор Ю. Макаренко
Замовлення 6372/74 Тираж 784 Передплатне
ВНДІПД Державного комітету СРСР у справах винаходів та відкриттів
113035, Москва, І-35, Рауська наб., д. 4/5
Філія ПВП "Патент", r. Ужгород, вул. Проектна, 4