Электрохимический способ измерения параметров гидродинамического пограничного слоя — SU 359707 (original) (raw)

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 09.ЧН,1970 ( 1458445/18-10)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 21,Х 1.1972, Бюллетень3Дата опубликования описания 04.1.1973 л. Н 01 д 9 тет по аелам обретеиий и ри Совете М рыти стров УДК 621.314.262 (088.8 Авторыизобрете Г. Леввч, ( П. Д. Лукавцев А, Новицкий и Л, А. Сокол Мидлер,М. Графов, В нститут электрохимии АН ССС явитель ьь" к к: ь. ь ч ге,. ац Я ПАРАМЕТРОВ ОГО СЛОЯ ЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕР ГИДРОДИ НАМИ Ч ЕСКОГО ПОГРАН Изобретение относится к области электрохимических преобразователей неэлектрическихвеличин в электрические и может быть использовано для построения преобразователей параметров гидродинамического пограничного 5слоя в электрический сигнал.Известные электрохимические способы измерения параметров гидродинамического пограничного слоя не обеспечивают необходимойточности измерений и помехозащищенности 10схемы,Предлагаемый способ позволяет повыситьточность измерений, Это достигается тем, чтов гидродинамический пограничный слой вводят, по крайней мере, два основных электрода, 15на электроде, расположенном выше по потоку,генерируют переменную во времени концентрацию второй формы ионов электроактивного вещества посредством пропускания переменногоэлектрического тока в цепи генерирующего 20и вспомогательного электродов, а о величинеизмеряемого параметра судят по передаточному коэффициенту между генерирующим электродом и вторым, расположенным ниже по потоку основным электродом. Для упрощения 25измерительной схемы генерируют импульсконцентрации второй формы электроактивноговещества посредством пропускания импульсаэлектрического тока в цепи генерирующегои вспомогательного электродов, а о величине 30 измеряемого параметра судят по времени, прошедшему от момента подачи импульса тока на генерирующий электрод до момента появления импульсного сигнала в цепи расположенного ниже по потоку основного электрода, Кроме того, по цепи генерирующего электрода пропускают импульс электрического тока, дополненный переменной периодической составляющей, что повышает помехозащищенность измерительной схемы.На чертеже схематически представлено устройство для осуществления предлагаемого способа.При движении жидкого раствора электролита относительно поверхности электрода, включенного в электрическую цепь, существует зависимость между касательным напряжением в пристеночном слое жидкости и электрическим состоянием электрода, омываемого последней,В связи с тем, что электрод электрохимической системы может быть изготовлен любой конфигурации и очень малых размеров, тосуществующую зависимость можно использовать для измерения локальных параметров гидродинамического пограничного слоя непосредственно у межфазной границы жидкость - твердое тело, а также в глубине слоя,В исследуемое тело 1 заподлицо с его поверхностью встраивают, по крайней мере, два359707 Заказ 4199/16 Изд. М 1771 Тираж 406 Подписное ЦНИИПИ Типография, пр. Сапунова, 2 электрода, расположенных последовательно по направлению омывающего поверхность потока. Первый по потоку электрод 2 является генерирующим, второй по потоку электрод 3 - считывающим. Для замыкания электрической цепи в любом месте потока располагается вспомогательный общий электрод 4. При наличии в жидкости хотя бы одной, например, восстановленной формы ионов ток от источника б, проходя по цепи общего и генерирующего электродов, вызывает потребление этой формы ионов на общем электроде и выделение второй окисленной формы ионов на генерирующем электроде в количестве, пропорциональном (по закону Фарадея) прошедшему количеству электричества. Выделившаяся на генерирующем электроде форма ионов гидродинамическим потоком переносится в направлении скорости потока, т. е. к электроду считывания 3 и регистрируется измерительным устройством б. При включении в цепь электродов 2 и 4 генератора переменного тока и после установления электрического режима цепи концентрация поступивших к электроду 3 ионов определяется скоростью потока в пристеночном слое, и выходной сигнал может сниматься в цепи электродов 3 и 4. Коэффициент передачи от электродов 2 и 4 к электродам 3 и 4 определяется состоянием пограничного гидро- динамического слоя.Применяя любой метод измерения коэффициента,передачи можно судить о параметрах слоя.Измерение коэффициента передачи требует тщательного аппаратурного оформления и представляет определенные трудности.Для упрощения процесса измерения вместо генератора переменного тока предлагается включать в цепь электродов 2 и 4 генератор импульсного тока, В этом случае импульсное выделение второй формы ионов вызывает локальное изменение концентрации, которое переносится к электроду 3. По времени между импульсом в цепи электродов 2 и 4 и импуль. сом выходного сигнала в цепи электродов 3 и 4 можно судить об измеряемых параметрах. Для улучшения помехоустойчивости измерительной схемы целесообразно генерирующий импульс электрического тока заполнять высокочастотной составляющей. При этом считывание производится селективной схемой на частоте заполнения импульса. Предмет изобретения 10 1. Электрохимический способ измерения параметров гидродинамического пограничногослоя, например локального значения нормального градиента тангенциальной скорости потока, основанный на использовании составляю 15 щей электрохимической окислительно-восстановительной системы, отличающийся тем, что,с целью повышения точности, в гидродинамический пограничный слой вводят, по крайнеймере, два основных электрода, на электроде,расположенном выше по потоку, генерируютпеременную во времени концентрацию второйформы ионов электроактивного вещества путем пропускания переменного электрическоготока в цепи генерирующего и вспомогательного электродов, а о величине измеряемого параметра судят по передаточному коэффициенту между генерирующим электродом и вторым,расположенным ниже по потоку, основнымэлектродом.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, сцелью упрощения измерительной схемы, генерирует импульс концентрации второй формыэлектроактивного вещества путем пропускания импульса электрического тока в цепи генерирующего и вспомогательного электродов,а о величине измеряемого параметра судят повремени, прошедшему от момента подачи импульса тока на генерирующий электрод до момента появления импульсного сигнала в цепи40 расположенного ниже по потоку основногоэлектрода.3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем,что, с целью повышения помехозащищенностиизмерительной схемы, по цепи генерирующего41 электрода пропускают импульс электрического тока, дополненный переменной периодической составляющей,

Смотреть

Электрохимический способ измерения параметров гидродинамического пограничного слоя