Гигрометрический датчик

 

ГИГРОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК, генерирующий электрический ток .под действием влажности, содержащий подложку с влагочувствительным и инертным электродами, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемой влажности в воздушной и кислородсодержащей атмосфере, подложка выполнена из-, медной пластины, а влагочувствительный электрод - из монохлорида меди.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

4 15@ С 01 М 27/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Я Я II 4::ЙСЗ 4й Ю

31; СОЮЗНО Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й, ;,. i3 н *изюмному авщатепьствм

4ÆÜ.1Н: сХЛ (21) 3614986/24-25 (22) 30,06.83 (46) 07.01.85. Бюп.й 1 (72) А.Н.Иенцер и 10.А,Лисовекий (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знаиени институт стали и сплавов (53) 533.275(088.8) (56) 1. Берлинер И.А. Измерения влажности. М,, "Энергия", 1973, с.276-291.

2. Патент США Ф 3540278, кл. 73-336, 7 1965 (прототип) °,.Я0„„1133537 А (54) (57) ГИГРОИЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК, генерирующий электрический ток под действием влажности, содержащий подложку с влагочувствительным и инертным электродами, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемой влажности в воздушной и кислородсодержащей атмосфере, подложка выполнена из,медной пластины, а влагочувствительный электрод — из монохлорида меди.

1 1

Изобретение относится к метеорологии, а более конкретно к датчикам измерения влажности, и может быть использовано в метеорологии, сельском хозяйстве и др. областях народного хозяйства.

Известен электрический гигрометрический датчик, имеющий чувствитель. ный элемент, выполненный из гигроскопического материала, который при измерениях влажности находится в гигротермическом равновесии с внешней влагосодержащей средой. Чувствительный элемент соединен с внешним источником тока и с электрическим устройством, регулирующим измеряемый сигнал (Ij .

Недостатком известного устройства является необходимость использования внешнего источника тока для датчика влажности, что исключает автономную работу устройства и усложняет конструкцию гигрометра.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является гигрометрический датчик, генерирующий электрический ток под действием влажности, содержащий подложку с влагочувствительным и инертным электродами (21 .

Устройатво состоит из пористой керамической подложки и двух электродов, нанесенных на одну сторону подложки. Между электродами имеется зазор, в котором на поверхности подрожки адсорбируется влага. Один из электродов является влагочувствительным и выполнен в виде алюминиевой пленки. Второй электрод является инертным электродом и выполнен из золо ой пленки.

Известное устройство с момента изготовления алюминиевого электрода не должно иметь контакта с кислородовлагосодержащей атмосферой, так как быстро образуется на поверхности алюминиевого электрода запорный слой иэ окиси алюминия. В процессе измерения влажности окружающая датчик атмосфера не должна содержать кислород., так как он пассивирует поверхность алюминиевого электрода. При обычных значениях влажности воздуха 60-807 пассивация поверхности алюминиевого .электрода будет происходить практически мгновенно(0,0!

Поэтому известное устройство пригод- но для измерений только низких кон133537 2

5 !

35

55 центраций влаги(«17.) в среде, не содержащей кислород, Целью изобретения является расширение диапазона измеряемой влажности в воздушной и кислородсодержащей атмосфере.

Поставленная цель достигается тем, что в гигрометрическом датчике, генерирующем электрический ток под воздействием влажности содержащем подложку с влагочувствительным и инертным электродами, подложка датчика выполнена из медной пластины, а влагочувствительный электродиз монохлорида меди.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Электрический гигрометрический датчик содержит подложку 1, выполненную из пластины меди (медный элек трод}, на поверхности которой размещен влагочувствительный электрод 2 из монохлорида меди, находящийся в электрическом контакте с подложкой 1. На поверхности электрода 2 размещен инертный электрод 3, выполненный из пористого графита или графит@вой ткани, но может быть использован любой влагопроницаемый инертный электрод, имеющий электрический контакт с поверхностью влагочувствительного электрода из монохлорида меди. Инертный электрод 3 и подложка 1 подсоединены к измерительному прибору 4р в качестве которого может быть использованы миливольтметр, микроамперметр стрелочного или другого типа.

Устройство работает следующим образом.

Влага из атмосферы через пористый графитовый электрод 3 взаимодейст( вует с поверхностью влагочувствитель.

1 ного электрода — монохлоридом меди с образованием гидроокисей меди и ионов водорода. На инертном графитовом электроде 3 происходит восстановление ионов водорода по реакции

Н + =-Н 1. Электроны для этой реак2 ции поступают по внешней цепи с медного электрода, где происходит его растворение в монохлориде меди по

o + реакции Си-+Си +6. Образующиеся ионы меди диффудируют через слой монохлорида меди, обеспечивая ионную проводимость. На поверхности монохлорида меди, прилегающей к инертному электроду 3, во влажной атмосфере подСоставитель В.Екаев

Редактор С.Патрушева Техред Т.Фанта Корректор А.Тяско

Заказ 9944/37 тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130Д5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул. Проектная 4

3 11335 держивается реакция Си +(Н О) +xe

-3 Со ОН) 1 +хН . Этим создается раз:ность потенциалов между медным я графитовым электродами, Механизм возникновения разности потенциапов на электродах устройства и протекания тока через влагочувствительный электрод может быть несколько и иным, В лабораторных условиях изготовлены и практически испытаны ряд обрацов структур медь-монохлорид медь I графит. В качестве медной подложки использовались медные пластины толщиной 0,3-0,5 мм и диаметром 1 см.

В качестве влагочувствительного электрода использовался монохлорид меди тре". видов: выращенный в виде слоя толщиной 50-100 мкм на медной подложке из водного раствора GuC1, 37 4 прессованый порошок под давлением

1 кбар толщиной 1 мм, кристалл после эонной очистки толщиной 1 мм.

По результатам испытаний можно сделать вывод, что предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет следующие преимущества: позволяет проводить измерения влажности в кислородсодержащей и инертной

Фатмосфере в широком интервале значений влажности (до lOOX).

Изобретение позволяет создать гигрометры нового класса, не потребляющие электрический ток, но с электрической индикацией влажности B широком диапазоне ее значений, что снизит их стоимость и позволит улучшить контроль атмосферы в метеорологии, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства.