Патент ссср 418908

О П И С А Н И Е 4I8908

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сс циалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06.111.1972 (№ 1755077 18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05.111.1974. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 2Л 11.19i4

М, Кл. Н Olg 9/22

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий

УДК 621.359(088.8) Авторы изобретения

H. С. Лидоренко, В. Я. Бартенев, Г. A. Дамешек, Э. Е. Кленч, Т. Ю. Славская и В. В. Гришанов

Заявитель

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к разработке хемотронных матричных приборов пленочного типа, которые используют для целей автоматического контроля, управления и преобразования электрических сигналов.

Известен хемотронный прибор, например, электрохимический диод, состоящий из металлических индифферентных электродов, помешенных в запаянную ампулу с окислительновосстановительной системой.

Используя закономерности электрохимической кинетики и явлений в двойном электрическом слое, удалось разработать сравнительно небольшое число разновидностей приборов на ионных носителях. При этом, как правило, изза существенного рассогласования энергетических и частотных спектров носителей информации в твердофазных приборах и в хемотронных приборах сочетание их осуществляется с низким к.п.д. и значительными схемными усложнениями, что не может оптимизировать проблему преобразования информации.

Целью изобретения является создание хемотронных приборов, обладающих более высокой чувствительностью к восприятию основных характеристик внешней среды, позволяющих создать разнообразные комбинации нелинейностей для оптимального решения сложных адаптационных задач в условиях полей, характеризуемых информационными сигналами малого энергетического уровня (1-20, 50 мв) и потребляющих минимум энергии от внешнего источника. Такие хемотронные при5 боры должны позволить построить сложные логические элементы, состоящие только пз xeM0Tp0HHbIx приборов, способные оптимально решать задачи связи человека с автоматом.

10 Для достижения этой цели предложен электрохимический преобразователь, в котором пространство между электродами, наружная поверхность которых покрыта электропроводным адгезивом, заполнено пропитанной элек15 тролитом волокнистой набухающей ионоселективной матрицей, причем второй электрод вынолнеп из эластичной графитизированной ткани.

На чертеже представлен описываемый пре2о образователь.

Преобразователь состоит из корпуса 1, выполненного в виде герметично соединенных пленок, электролита, заключенного в набухающие пористые матрицы 2 и 3, двух эла25 стичных электродов 4, 5, электропроводного адгезива, служащего токосъемом 6, токовыводов 7 и 8. выполненных в виде электропроводной пленки.

Пленочные матрицы 2 и 3 заполнены растЗо вором электролита, компоненты которого мо418908

50 гут подвергаться электрохимическим превращениям на электродах.

Пленочный электрод 4, выполненный из графитизированной ткани марки ВГ, имеет сильно развитую поверхность при небольшом объеме.

Высокое содержание углерода (99,5) обеспечивает электропроводность х = 10 ом — см —, а также высокую химическую стойкость в растворах кислот, щелочей и в окислительно-восстановительных средах. Пористоя структура и гидрофильность поверхности волокон такого электрода позволяют получать большую рабочую поверхность, благодаря чему работает практически весь объем электрода.

Для реализации надежного токосъема с электродов из графитизированных волокон использована отверждающая электропроводящая паста. Она представляет собой композицию, состоящую из отверждающего полимера или эластомера (например, хлорсульфированный полиэтилен в толуоле) и наполнителя.

Использование электропроводной пасты позволяет не только осуществлять надежный токосъем с минимальными электрическими потерями в контактах, но и прочное фиксирование электродов из указанных выше материалов на пепроводящей полимерной пленке.

Второй электрод 5, точечный, выполнен из изотропной графитонаполненной полимерной пленки или полимерной электропроводной пленки. Токосъем с точечного электрода осу:цествляется с помощью электропроводной пасты 6 и токовыводов 7.

С целью предотвращения растекания электролита из матрицы и волокнистых графитизированных электродов, а также фиксирования их относительно матриц и получения надежного контакта с матрицами использована пропитка матрицы и электродов по периметру отверждающимся раствором полимера.

При подключении преобразователя с окислительно - восстановительной системой

Се+ (Се"+) раствор Се ($04)з и Се($0 ) и с матрицами из волокон нитрона к источнику напряжения, представляющего собой, например, первичный чувствительный элемент, информация с которого снимается в виде напряжения, ионы, зафиксированные в матрице, будут либо окисляться, либо восстанавливаться на электродах 4, 5, 5

З0

Волокнистая структура углеграфитового электрода 4 по сравнению с точечным электродом 5 из электропроводной пленки автоматически создает условия, при которых поверхность электрода 4 значительно больше электрода 5. При этом вольт-амперная характеристика хемотронного прибора определяется процессами, протекающими на точечном электроде.

В предлагаемом преобразователе характер зависимости протекающего тока от потенциала определяется не только электродными процессами, но и взаимодействием ионного потока окислителя и восстановителя с материалом матрицы. Использование электролита, зафиксированного в матрицах, приводит к повышению и изменению чувствительности хемотронного прибора и возможности менять характер вольт-амперпой характеристики варьированием природы матриц (например, бумаги из волокон нитрона, волокон базальта, волокон нитрона с ионообменным наполнителем).

Использование в преобразователе в качестве всех конструктивных элементов пленочных материалов, толщина каждого из которых не превьппает 100 мк, и окислительно-восстановительной системы, заключенной в пленочной матрице, позволяет назвать предлагаемый прибор хемотронным матричным прибором пленочного типа.

11редмет изобретения

Электрохимический преобразователь, содержащий выполненный из герметично соединенных полимерных пленок корпус с токовыводами и, например, два электрода, один из которых изготовлен из электропроводной пленки на полимерной основе, о т л и ч а и шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, обеспечения работоспособности в условиях полей низкого энергетического диапазона, уменьшения энтропии памяти и расширения функциональных характеристик, пространство между электродами, наружная поверхность которых покрыта электропроводным адгезивом, заполнено пропитанной электролитом волокнистой набухающей ионоселективной матрицей, причем второй электрод выполнен из эластичной графитизированной ткани.

418908

Составитель Г. Невская

Редактор Е. Братчикова Техред Т. Курилко Корректор Л. Орлова

Заказ 1521/15 Изд. № 541 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2