устройство для измерения давления газов и паров

Формула изобретения

Устройство для измерения давления газов и паров, содержащее два изолированных друг от друга электрода, образующих первую пару электродов, между которыми размещена пленка первого электролита, и два токоподвода, отличающееся тем, что оно снабжено полым цилиндром, установленным на оси с возможностью вращения и выполненным из неэлектропроводного материала, и по меньшей мере второй парой электродов, идентичной первой, с соответствующей пленкой второго электролита между электродами, при этом каждая пара электродов вмонтирована в стенку цилиндра заподлицо с его внешней поверхностью, а токоподводы выполнены в виде подпружиненных к внешней поверхности цилиндра скользящих контактов, контактирующих с электродами каждой пары.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления газов и паров на предприятиях химической промышленности, а также для контроля состава воздушной среды в орбитальных станциях.

Известны различные устройства для измерения давления паров, основанные на разложении паров на влугочувствительной пленке под действием электрического тока [1] Известные устройства сложны, инерционны и не обеспечивают высокую точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения параметров парогазовой среды, содержащее электрохимический элемент, состоящий из двух коаксиальных кольцевых электродов, между которыми в зазоре размещена пористая перегородка, пропитанная влагочувствительным веществом [2]

Недостатками известного технического решения являются значительные габариты и вес, продолжительный цикл измерения, а также ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что устройство позволяет измерить давление только одного газа или пара.

Целью изобретения является повышение функциональных возможностей устройства и снижение его габаритных и весовых характеристик.

Цель достигается тем, что в известном устройстве для измерения давления газов и паров, содержащем два изолированных друг от друга электрода, образующих первую пару электродов, между которыми размещена пленка первого электролита, и два токоподвода, оно снабжено полым цилиндром, установленным на оси с возможностью вращения и выполненным из неэлектропроводного материала, и по меньшей мере второй парой электродов, идентичной первой, с соответствующей пленкой второго электролита между электродами, при этом каждая пара электродов вмонтирована в стенку цилиндра заподлицо с его внешней поверхностью, а токоподводы выполнены в виде подпружиненных к поверхности цилиндра скользящих контактов, контактирующих с электродами каждой пары.

На фиг. 1, 2 представлено устройство с электродами, размещенными вдоль образующей параллельно друг к другу; на фиг. 3, 4 вариант устройства с электродами, размещенными на образующей соосно друг другу.

Устройство содержит цилиндр 1, вращающийся с постоянной заданной скоростью вокруг продольной оси. Цилиндр 1 выполнен из токонепроводящего материала, например капролона. На боковой поверхности 2 цилиндра 1 размещены электроды 3. В одном случае (фиг.1) электроды 3 размещены на боковой поверхности 2 по всей ширине цилиндра параллельно друг другу, а во втором случае (фиг.2) электроды размещены соосно. Число пар электродов зависит от решаемой задачи. Если, например, необходимо контролировать парциальное давление четырех различных газов и паров, то на поверхности цилиндра 1 размещаются четыре пары электродов, то есть как в рассматриваемом на чертежах случае. Электроды выполнены в виде призмы и запрессованы в пазы корпуса 1. Такая форма электродов 3 позволяет надежно фиксировать их на поверхности цилиндра 1. Электроды могут быть выполнены, например, из титана, являющегося наиболее стойким к различным кислотам и наиболее дешевым, чем платина и золото. Между каждой парой электродов 3 размещена пленка электролита 4, реагирующая на соответствующий пар или газ. Для водяного пара, например, это будет электролитическая пленка ортофосфорной кислоты. К боковой поверхности 2 цилиндра 1 подпружинены два токоподвода 5. Токоподводы 5 выполнены в виде подпружиненных к поверхности цилиндра 1 скользящих контактов, контактирующих при вращении цилиндра 1, последовательно с каждой парой электродов, замыкая их через пленку 4 с внешним источником питания и измерителем.

Устройство работает следующим образом.

При измерении давления газов и паров цилиндр 1 вращают с постоянной заданной угловой скоростью вокруг продольной оси. К скользящим контактам 5 подключают внешнюю измерительную цепь с источником постоянного тока порядка 5-10 В. В процессе вращения скользящие контакты 5 поочередно подключают к измерительной системе каждую пару электродов. Таким образом за один полный оборот регистрируется электрический импульс, характеризующий величину тока, проходящего через электролитическую пленку 4 на каждой паре электродов 3, и по величине каждого импульса судят о давлении соответствующего газа или пара.

Предложенное устройство отличается от известных малым весом (всего до нескольких грамм), малыми габаритными размерами и обеспечивает измерение давления газов и паров за доли секунды. При этом обеспечивается возможность измерения давления одновременно нескольких газов и паров. Указанные преимущества устройства позволяют использовать его в измерительных комплексах орбитальных станций, искусственных спутников земли и метеорологических зондов, а также на предприятиях химической промышленности.