СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ДАТЧИКОВ ПУЛЬСАЦИЙ СКОРОСТИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ
METHOD TO INCREASE SENSITIVITY OF ELECTROMAGNETIC SENSORS OF SPEED PULSATIONS OF HYDROPHYSICAL FIELDS CONVERTERS

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения скорости потока электропроводящей жидкости, например морской воды.
Известен датчик скорости потока электропроводящей жидкости электромагнитного типа (патент РФ №2335774, опубл. 10.10.2008 г.), представляющий собой диэлектрический корпус, размещенный на металлическом основании из неферромагнитного сплава с расположенной внутри диэлектрического корпуса магнитной системой с измерительными электродами, торцевые поверхности которых конформны с обводом диэлектрического корпуса.
Тамже приведен способ повышения чувствительности датчика путем снижения электрического сопротивления между электродом и водной средой и соответственно уменьшения электрохимических шумов. С этой целью, торцевые поверхности платиновых электродов, контактирующие с водной средой, размещенные в зазоре магнитной системы датчика, покрывают платиновой чернью. При этом процесс платинирования и осаждения платиновой черни на торцевые поверхности электродов, заделанных в эпоксидный компаунд, выполняется известным способом, применяемым для платинирования отдельных электродов, с помощью электролиза в химически агрессивной среде электролита на основе платинохлористоводородной кислоты, с применением концентрированных азотной и соляных кислот.
В отличие от платинирования отдельных электродов, при платинировании торцевых поверхностей электродов датчика, заделанных в эпоксидный компаунд, под воздействием электролитов из компаунда выделяются химические примеси, которые диффундируют в осаждающуюся на электроды платиновую чернь, что приводит к недостаточному снижению электрического сопротивления границы электрод - среда и не позволяет достичь требуемого уровня собственных шумов датчика.
Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение электрического сопротивления между электродом и водной средой и соответственно уменьшения электрохимических шумов, возникающих из-за химических примесей, диффундирующих в осаждающуюся на электроды платиновую чернь, что обеспечивает повышение чувствительности электромагнитного датчика пульсаций скорости преобразователей гидрофизических полей.
Для достижения указанного технического результата при осуществлении способа повышения чувствительности электромагнитных датчиков пульсаций скорости преобразователей гидрофизических полей, включающего нанесение платиновой черни на торцевые поверхности платиновых электродов, установленных в зазорах магнитной системы датчика, заподлицо с их внешней поверхностью, в соответствии с изобретением перед нанесением платиновой черни, электроизоляционный материал датчика покрывают дополнительным слоем электроизолирующего материала, инертного к соляной, азотной и платинохлористоводородной кислотам, при этом толщину дополнительного слоя выбирают исходя из возможности обеспечения блокировки диффузии примесей из компаунда в процессе платинирования электродов.
В частных случаях реализации, нанесение дополнительного слоя электроизолирующего материала на диэлектрическую поверхность датчика производят последовательно с первоначальным нанесением его на всю поверхность датчика и последующей механической очисткой торцевых поверхностей электродов.
Толщина дополнительного слоя электроизолирующего материала, преимущественно, не менее 5 мкм.
В качестве дополнительного электроизолирующего материала может быть использован полипараксилилен или фторэпоксидный лак.
В частных случаях реализации способа, перед нанесением дополнительного слоя электроизолирующего материала в торцевых поверхностях измерительных электродов могут быть выполнены лунки, преимущественно, глубиной 0,2-0,3 мм.
Техническое решение поясняется следующими графическими материалами, не охватывающими и тем более не ограничивающими весь объем притязаний данного технического решения, а являющимися частными примерами выполнения изобретения.
Фиг. 1 - пример поэтапной реализации способа с выполнением лунки в торцевой части электрода датчика.
Способ реализуется следующим образом.
На датчик, внешняя поверхность которого сформирована эпоксидным компаундом, наносится слой дополнительного электроизолирующего покрытия. При этом электроды могут быть защищены, например, силиконом.
В качестве материала дополнительного электроизолирующего покрытия может быть использован полипараксилилен или фторэпоксидный лак, так как они не подвержены воздействию соляной, азотной и платинохлористоводороной кислот, используемых при платинировании измерительных электродов датчика.
Покрытие полипараксилиленом осуществляют в стационарных установках типа «Ксигер-1М».
Покрытие фторэпоксидным лаком наносят в камерах вакуумного напыления.
Дополнительный слой электроизолирующего материала предпочтительно наносится толщиной не менее 5 мкм, что обеспечивает блокировку диффузии примесей из компаунда в процессе платинирования электродов.
После завершения процесса полимеризации нанесенного дополнительного электроизолирующего покрытия осуществляется платинирование торцевых поверхностей измерительных электродов датчика по известной технологии.
В частных случаях реализации способа слой дополнительного электроизолирующего покрытия наносят на всю поверхность изготовленного датчика пульсаций скорости преобразователей гидрофизических полей перед платинированием измерительных электродов.
После завершения процесса полимеризации нанесенного дополнительного электроизолирующего покрытия производится очистка торцевых поверхностей измерительных электродов датчика до металлической платины. Очистка производится механическим путем, например, с использованием фрезы или ручного инструмента.
После очистки измерительных электродов осуществляется платинирование их торцевых поверхностей по известной технологии.
Для повышения технологичности и качества очистки торцевых поверхностей может быть использована технология обработки, с формированием лунок (фиг. 1).
При этом до нанесения дополнительного электроизолирующего покрытия, в торцевой части платинового измерительного электрода 1 выполняются лунки 2, представляющие собой углубления глубиной 0,2-0,3 мм.
Лунки 2 могут быть выполнены, например, с помощью фрезы или ручного инструмента.
После обработки всех платиновых измерительных электродов 1 на диэлектрический корпус 3 датчика, включая торцевые части измерительных электродов 1, наносится дополнительное электроизолирующее покрытие 4, обеспечивающие отсутствие открытых участков компаунда диэлектрического корпуса 3.
Лунки 2 в торцевых частях измерительных электродов 1 обеспечивают целостность дополнительного электроизолирующего покрытия 4 компаунда диэлектрического корпуса 3 датчика при платинировании электродов, так как очистка торцевой части платинового измерительного электрода 1 перед платинированием от дополнительного электроизолирующего покрытия 4 осуществляется только в лунке 2, не захватывая границы электрод - компаунд.
Кроме того, лунки 2 выполняют дополнительную функцию сохранения платиновой черни благодаря тому, что она не подвергается истиранию из-за абразивных свойств воды при движении датчика в водной среде.
Таким образом, реализация способа повышения чувствительности датчика с использованием дополнительного электроизолирующего покрытия обеспечивает отсутствие химических примесей, диффундирующих в осаждающуюся на электроды платиновую чернь, а следовательно снижение электрического сопротивления между электродом и водной средой и соответственно, уровня электрохимических шумов измерительных электродов до значения соответствующего шумам платиновых электродов, платинированных в идеальных условиях, отдельно от конструкции, что обеспечивает повышение чувствительности электромагнитного датчика пульсаций скорости.
Заявляемый способ повышения чувствительности электромагнитных датчиков пульсаций скорости преобразователей гидрофизических полей может быть осуществлен известными технологическими методами с использованием существующих материалов и оборудования.