DD211902A1

DD211902A1 - COULOMETRIC ARRANGEMENT WITH SWITCH VOLTAGE CIRCUIT

Info

Publication number: DD211902A1
Application number: DD23215681A
Authority: DD
Inventors: Erich Schleicher; Eduard Gassmann; Siegfried Lusche
Original assignee: Mittweida Ing Hochschule
Priority date: 1981-07-30
Filing date: 1981-07-30
Publication date: 1984-07-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine coulometrische Anordnung mit Schwellspannungsschaltern und hat zum Ziel, die technologische Herstellung der Schaltelektroden gegenueber den bekannten Anordnungen zu vereinfachen. Dies wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, dass die bisher doppelreihige Anordnung der Schaltelektroden laengs der Kapillare durch eine einreihige Anordnung ersetzt wird. Diese Elektroden werden jeweils an den Eingang eines Schwellspannungsschalters angeschlossen, dessen zweiter Eingang mit einer der Coulometerelektroden verbunden ist. Beim Durchgang des elektrolytischen Einschlusses tritt ein Spannungssprung auf, der den Schwellspannungschalter ausloest. Die durch die erfinddungsgemaesse Loesung moegliche Einsparung einer Elektrodenreihe senkt den Fertigungsaufwand und verringert die Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit. Die beschriebene Anordnung ist fuer Betriebszeitmessungen, zur Signalisierung von Wartungsintervallen fuer den Service bei elektronischen Geraeten und aehnliche Anwendungsfaelle geeignet.The invention relates to a coulometric arrangement with threshold voltage switches and has the aim of simplifying the technological production of the switching electrodes compared to the known arrangements. This is inventively achieved in that the hitherto double-row arrangement of the switching electrodes along the capillary is replaced by a single-row arrangement. These electrodes are each connected to the input of a threshold voltage switch whose second input is connected to one of the Coulometerelektroden. Upon passage of the electrolytic confinement, a voltage surge occurs which triggers the threshold voltage switch. The possible saving of an electrode row by the solution according to the invention lowers the production costs and reduces the demands on the production accuracy. The arrangement described is suitable for operating time measurements, for signaling maintenance intervals for the service of electronic devices and similar applications.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Coulometrische Anordnung mit Schwellspannungsschaltung Anwendungsgebiet der ErfindungCoulometric arrangement with threshold voltage circuit Field of application of the invention

Die Erfindung "betrifft eine coulometrische Anordnung mit Schwellspannungsscnaltung, die ohne "bewegte mechanische Teile arbeitet und zur Betriebszeitmessung in elektrischen und elektronischen Geräten, zur Auslösung von Schaltvorgängen nach bestimmten Zeitabläufen, als Langzeitmesser mit Schaltfunktion und als Strom - Zeit - Integrator angewendet werden kann.The invention relates to a coulometric arrangement with Schwellspannungsscnaltung that works without moving mechanical parts and can be applied for operation time measurement in electrical and electronic equipment, to trigger switching operations after certain time periods, as a long - term meter with switching function and as a current - time integrator.

Von besonderem Vorteil sind der geringe Leistungsverbrauch der erfindungsgemäßen Anordnung und ihre elektrische und mechanische Kompatibilität zu mikrοelektronischen Schaltkreisen. Die Mikroelektronik bietet die wesentliche technische und ökonomische Voraussetzung für die praktische Realisierung der Erfindung, sie ermöglicht zugleich weitergehende Applikationen und eine Anpassung an unterschiedliche Spannungen und Zeitabläufe.Of particular advantage are the low power consumption of the arrangement according to the invention and its electrical and mechanical compatibility with microelectronic circuits. Microelectronics offers the essential technical and economic prerequisite for the practical implementation of the invention, while at the same time enabling further applications and adaptation to different voltages and timings.

In Abhängigkeit von der äußeren Beschaltung gestattet die Anordnung, Betriebszeiten in der Größenordnung von wenigen. Stunden bis zu etwa 10 000 Stunden mit einer durch die Ausführungsform in gewissen Grenzen wählbaren Genauigkeit zuDepending on the external circuitry, the arrangement allows operating times of the order of a few. Hours up to about 10,000 hours with a selectable by the embodiment within certain limits accuracy

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messen. Die Umgebungstemperaturen können dabei zwischen etwa - 25 C und- + 80 C liegen, so daß sich, das Anwendungsgebiet auf alle üblichen Einsatzfälle für elektronische Geräte erstreckt. Denkbar ist u.a. die Anwendung zur Signalisierung von Wartungsintervallen für den Service bei Mikrorechnern, Prozeßsteuereinrichtungen, Frequenzmessern oder anderen umfangreicheren elektronischen Geräten, für die Signalisierung von Garantiefristen, für die Auslösung von Schaltfunktionen bei Überschreitung bestimmter Einwirkungsdauern von chemischen, physikalischen oder mechanischen Einflüssen.measure up. The ambient temperatures can be between about - 25 C and - + 80 C, so that extends the field of application to all the usual applications for electronic devices. It is conceivable u.a. the application for signaling maintenance intervals for the service of microcomputers, process control devices, frequency meters or other larger electronic devices, for the signaling of warranty periods, for the triggering of switching functions when exceeding certain exposure periods of chemical, physical or mechanical influences.

Durch seine gegenüber bekannten technischen Lösungen wesentlich einfachere konstruktive Gestaltung und die daraus resultierenden niedrigeren Kosten wird auch die Anwendung der Elemente in der Konsumgüterindustrie begünstigt, so etwa zur Messung und.Signalisierung des Verschleißes von Nadeln bei Plattenspielern, der Verschmutzung oder Abnutzung der Tonköpfe bei Video- und Audiorecordern usw.By its compared to known technical solutions much simpler structural design and the resulting lower cost, the application of the elements in the consumer goods industry is favored, such as the measurement und.Signalisierung the wear of needles in turntables, the contamination or wear of the heads in video and audio recorders, etc.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Mikrocoulometer mit Quecksilberfüllung in einer Kapillare und einem kleinen Einschluß aus einem wäßrigen Elektrolyt, der die Quecksilberfüllung in zwei Teilsäulen trennt, existieren in vielen Ausführungsformen. Das Wirkprinzip beruht stets darauf, daß beim Durchfließen eines Gleichstroms von der mit dem positiven Spannungsanschluß in Verbindung stehenden Quecksilberteilsäule Hg-Ionen durch den Elektrolyt zur negativen Teilsäule transportiert werden und sich dort ablagern. Die positive Teilsäule wird dadurch kürzer und die negative Teilsäule länger. Der elektrolytische Einschluß wandert somit von der Katode in Richtung zur Anode, bis sich schließlich alles Quecksilber auf der Katodenseite befindet. Die Wanderungsgeschwindigkeit ist der Stromstärke proportional. Obwohl der Ladungsträgertransport im elektrolytischen Einschluß in Form der lonenleitung erfolgt,Mercury-filled microcoulometers in a capillary and a small enclosure of an aqueous electrolyte that separates the mercury filling into two sub-columns exist in many embodiments. The operating principle is always based on the fact that Hg ions are transported through the electrolyte to the negative part of the column when flowing through a direct current from the associated with the positive voltage terminal mercury part column and settle there. As a result, the positive partial column becomes shorter and the negative partial column longer. The electrolytic inclusion thus migrates from the cathode towards the anode until finally all of the mercury is on the cathode side. The migration rate is proportional to the current. Although the charge carrier transport takes place in the electrolytic enclosure in the form of ion conduction,

tritt ihre im Prinzip starke Temperaturabhängigkeit dann nicht störend in Erscheinung, wenn dem Mikrοcoulometer·ein Widerstand vorgeschaltet wird,dessen Wert sehr viel größer ist als der Widerstand des Einschlusses. Ausgehend von diesem Grundprinzip und dem dadurch möglichen breiten Betriebstemperaturbereich wurden zahlreiche Ausführungsformen beschrieben, die durch zusätzliche Elektroden und Sonden,durch Änderung der konstruktiven Gestaltung, durch unterschiedliche Einleitung der Spannung, durch Zusammenschaltung mehrerer Mikrocoulometer und durch kapazitive und induktive Meßwertübertragung eine Vielzahl von Anwendungsgebieten erschließen.If, in principle, the strong temperature dependence does not occur in a disturbing manner when the micrometer is preceded by a resistor whose value is much greater than the resistance of the inclusion. Starting from this basic principle and the wide operating temperature range that is possible in this way, numerous embodiments have been described, which open up a multiplicity of fields of application through additional electrodes and probes, by changing the structural design, by introducing different voltages, by interconnecting several microcoulometers and by capacitive and inductive measured value transmission.

In der Erfindungsanmeldung "Elektrolytische Anordnung zur Schaltung und Messung langer Setriebszeiten" ^i³ 212 181) wird in mehreren technologischen Varianten ein Mikrocoulometer beschrieben, das für Schaltzwecke seitlich in die Kapillare hineinragende Elektroden aufweist, die sich paarweise gegenüberstehen und beim Durchlaufen des elektrolytischen Einschlusses infolge der Widerstandsänderung Schaltvorgänge auslösen können« Diese Erfindungsanmeldung beschreibt auch, daß die Kapillare durch eine Rille in einem Substratplättchen gebildet werden kann, das mit einem Deckplättchen zu einer Sandwichanordnung verbunden ist.In the invention application "electrolytic arrangement for switching and measuring long operating times" ^ i ³ 212 181) a Mikrocoulometer is described in several technological variants, which has for switching purposes laterally projecting into the capillary electrodes which face each other in pairs and as they pass through the electrolytic enclosure This invention application also describes that the capillary can be formed by a groove in a substrate pad which is bonded to a coverslip to form a sandwich.

Die Erfindungsanmeldung "Anordnung zur Anzeige von Wartungsintervallen bei Geräten und Anlagen" V^ 212 693) beschreibt eine Variante dieser Anordnung, bei der sich nur an den Stirnseiten jeweils zwei voneinander isolierte Elektroden befinden, deren in die Kapillare reichenden Enden kürzer sind als die länge des Einschlusses, so daß Schaltvorgänge beim Eintreffen des elektrolytischen Einschlusses am Kapillarenende ausgelöst werden können.The invention application "arrangement for the display of maintenance intervals in equipment and systems" V ^ 212 693) describes a variant of this arrangement, in which only at the end faces in each case two mutually insulated electrodes are whose reaching into the capillary ends are shorter than the length of Inclusion, so that switching operations can be triggered upon arrival of the electrolytic inclusion at the capillary end.

Bekannt ist auch die Auslösung von Schaltvorgängen bei Mikrο-coulometern mit halbleitender Kapillarenwand, bei denen der Durchgang des elektrolytischen Einschlusses von außen mitKnown is also the triggering of switching operations in Mikró coulometer with semiconducting capillary wall, in which the passage of the electrolytic inclusion from the outside with

Schleifern als Widerstandsänderung auswertbar ist. Die Beschreibung einer solchen Anordnung findet sich in der Erfindungsanmeldung "Anordnung zur Schaltung von kontinuierlich einstellbaren Zeitintervallen" fäP 213 082).Grinders can be evaluated as resistance change. The description of such an arrangement can be found in the invention application "Arrangement for switching continuously adjustable time intervals" fäP 213 082).

Veränderungen im Quecksilberfaden durch Querschnittsänderung der Kapillare wurden in der Erfindungsanmeldung "Anordnung zur Betriebszeitmessung" W? 213.423) beschrieben.Changes in the mercury thread due to changes in the cross section of the capillary were in the invention application "arrangement for operation time measurement" W? 213.423).

In der BED-Auslegeschrift 1 238 096 "Vorrichtung zur Messung des Strom-Zeit-Intervalls" ist eine Anordnung zur "berührungslos en Auslösung von Schaltvorgängen mit Qüecksilbercoulometern beschrieben. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite des Kapillarenröhrchens Metallbeläge angebracht sind, die einen Kondensator bilden, dessen Kapazität durch die unterschiedliche Länge der Quecksilberteilsäulen verändert wird. Die Kapazität dieser Kondensatoranordnung wird mit einer elektronischen Schaltung, bestehend aus einem HP-Generator, Verstärker, Phasendetektor und Schwellwertschalter, gemessen. Durch mehrere kleine Kondensatorbeläge ist eine bessere !Lokalisierung der Stellung des Einschlusses möglich.An arrangement for the "non-contact" triggering of switching operations with Qüecksilbercoulometern is described in the BED specification 1 238 096 "device for measuring the current-time interval." It is characterized in that on the outside of the capillary tube metal coverings are mounted, the one The capacitance of this capacitor arrangement is measured by means of an electronic circuit consisting of an HP generator, amplifier, phase detector and threshold switch, with several small capacitor pads for a better location of the position Inclusion possible.

Für die berührungslose Erkennung und elektrische Signalisierung der Position des elektrolytischen Einschlusses beschreibt die Erfindungsanmeldung "Anordnung zur Betriebs zeitmessung mit magnetischer Signalumsetzung" W? 214 254) eine Realisierungsmöglichkeit, deren Grundidee darin besteht, daß in dem elektrolytischen Einschluß ein kleiner magnetischer Körper schwimmt, der die Induktivität von Spulen verändert, die außen auf die Kapillare gewickelt sind.For the non-contact detection and electrical signaling of the position of the electrolytic confinement describes the invention application "arrangement for operation time measurement with magnetic signal conversion" W? 214 254) a possibility of realization, the basic idea of which is that in the electrolytic confinement floats a small magnetic body, which changes the inductance of coils which are externally wound on the capillary.

In der Erfindungsanmeldung "Anordnung zur berührungslosen kontinuierlichen elektronischen Zeitmessung" |βΦ·214 352) wird durch Veränderung der Windungszahl pro Längeneinheit erreicht, daß die Lage des elektrolytischen EinschlussesIn the invention application "arrangement for contactless continuous electronic time measurement" | βΦ · 214 352) is achieved by changing the number of turns per unit length that the position of the electrolytic inclusion

mit dem magnetischen Körper kontinuierlich erkannt werden kann.can be detected continuously with the magnetic body.

Eine einfache Möglichkeit zur Endzeitanzeige ist in der Erfindungsanmeldung "Mikrocoulometrische Anordnung mit Endzeitanzeige" V$£> 215 530) beschrieben. Hierbei sind nur noch die beiden Endelektroden vorhanden, die gleichzeitig signalisieren, wenn der elektrolytische Einschluß aus der Kapillare in einen erweiterten Volumenbereich am anodenseitigen Ende tritt.A simple way to display the end time is described in the invention application "Microcoulometric Arrangement with End Time Display" V $ £> 215 530). In this case, only the two end electrodes are present, which signal at the same time when the electrolytic inclusion of the capillary occurs in an extended volume range at the anode-side end.

Weitere Erfindungsanmeldungen betreffen die Art der Spannungserzeugung für den elektrolytischen Prozeß,'wobei sowohl die Möglichkeit beschrieben wird, die Spannungsquelle in den Einschluß zu verlegen, als auch eine Spannungserzeugung durch ein Thermoelement erörtert wird. Dies ist der Fall in der Erfindungsanmeldung "Anordnung zur Temperatur-Zeit-Messung" B 214 621 ).Other invention applications relate to the nature of the voltage generation for the electrolytic process, which describes both the possibility of placing the voltage source in the enclosure and also discussing voltage generation by a thermocouple. This is the case in the invention application "Arrangement for temperature-time measurement" B 214 621).

Als besonders arbeitsaufwendig haben sich bei der Realisierung der Anordnungen mit seitlichen Schaltelektroden die A-rbeitsgänge erwiesen, die zum Einschmelzen der Drähte erforderlich sind. Jede Vereinfachung auf diesem Gebiet führt zu Kostensenkungen bei der Herstellung.When working with the arrangements with lateral switching electrodes, the working operations required for melting the wires have proven to be particularly labor-intensive. Any simplification in this area leads to cost savings in manufacturing.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung setzt sich zum Ziel, eine coulometrische Anordnung mit Schwellspannungsschaltung anzugeben, die gegenüber den bekannten Anordnungen wesentliche Vereinfachungen bei der technologischen Herstellung der Schaltelektroden aufweist.The invention has for its object to provide a coulometric arrangement with threshold voltage circuit, which has over the known arrangements essential simplifications in the technological production of the switching electrodes.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei den bisherThe invention is based on the object, in the previously

"bekannten Anordnungen notwendige Anbringung paarweise gegenüberliegender Schaltelektroden längs der Kapillarenwandung auf eine einreihige Anordnung zu reduzieren."Known arrangements necessary attachment pairs of opposite switching electrodes along the Kapillarenwandung to reduce to a single-row arrangement.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Anordnung gemäß der in Figur 1 dargestellten Prinzipskizze gelöst.According to the invention, this object is achieved by an arrangement according to the schematic diagram shown in FIG.

Eine Kapillare ist an ihren beiden Stirnseiten durch Elektroden 3 und 4 abgeschlossen. Sie enthält eine Quecksilberfüllung 1, die durch einen Einschluß aus einem wäßrigen Elektrolyt 2 in zwei Teilsäulen getrennt ist. Die Spannung, die den Strom durch die Kapillare erzeugt, liegt katodenseitig an der Elektrod-e 4 - in Figur 1 mit "0" bezeichnet - und anodenseitig über den Vorwiderstand R an der Elektrode 3 in Figur 1 mit "+U" bezeichnet.A capillary is closed at its two end faces by electrodes 3 and 4. It contains a mercury filling 1, which is separated by an inclusion of an aqueous electrolyte 2 in two partial columns. The voltage which generates the current through the capillary is on the cathode side at the electrode e-4 - denoted "0" in FIG. 1 - and labeled on the anode side via the series resistor R at the electrode 3 in FIG. 1 with "+ U".

Zwischen den beiden Elektroden befinden sich nur noch einreihig die Schaltelektroden, die von außen in den Kapillarraum tauchen. Sie sind mit den Schwellspannungsschaliern S 1, S 2, S3 bzw. S 4 verbunden, wobei die gewählte Anzahl nur ein Beispiel sein soll. Das zur Schwellspannungserzeugung erforderliche Basispotential wird durch den Katodenanschluß geliefert, der ebenfalls an diese Schalter geführt wird. Entsprechend dem als bekannt vorausgesetzten Wirkungsprinzip elektronischer bzw. mikroelektronischer Schwellspannungsschalter schalten diese bei bestimmten Eingangsspannungswerten eine an diesen Schaltern liegende Spannung - in Figur 1 mit ¹¹TJc;" bezeichnet - auf ihre Ausgänge durch. Die Spannungen Ug., U₂₂, Ug-, bzw. U_SA kennzeichnen somit durch ihren absoluten Wert den Eingangszustand "Schwellspannung überschritten" oder "Schwellspannung unterschritten".Between the two electrodes are only one row the switching electrodes, which dive from the outside into the capillary space. They are connected to the Schwellspannungsschaliern S 1, S 2, S3 and S 4, the selected number should only be an example. The base potential required for threshold voltage generation is supplied by the cathode terminal, which is also routed to these switches. In accordance with the known principle of action of electronic or microelectronic threshold voltage switches, these switches switch on their outputs at certain input voltage values to voltages at these switches-denoted by ¹¹ TJc in Figure 1. The voltages Ug., U ₂₂ , Ug-, and With their absolute value, U _SA thus indicate the input status "threshold voltage exceeded" or "threshold voltage undershot".

Das Funktionsprinzip ist im Diagramm der Figur 2 näher erläutert. Die Abszisse I soll die geometrische längsausdehnung der Kapillare bezeichnen, während mit Δ TJ die Spannungsdifferenz zwischen den Elektroden bezeichnet v/erden soll.The principle of operation is explained in more detail in the diagram of FIG. The abscissa I is intended to denote the geometric longitudinal extent of the capillary, while Δ TJ is intended to denote the voltage difference between the electrodes.

Diese Spannung ist über der anodenseitig angeschlossenen Quecksilberteilsäule gleich und fällt dann im elektrolytischen Einschluß, der die länge Δ L hai)en soll und einenThis voltage is the same across the anode side connected mercury part column and then falls in the electrolytic inclusion, which is the length Δ L hai) en and a

ο realen Widerstandswert von etwas über 10 Ohm aufweist, auf den Spannungswert "0" der katodenseitigen Quecksilberteilsäule ab.ο real resistance value of just over 10 ohms, to the voltage value "0" of the cathode-side mercury part column from.

Bezieht man die Figur 2 auf die Figur 1, so liegen die Eingänge der Schwellspannungsschalter S 1 und S 2 auf dem Potential 0, und ihre Ausgangsspannungen Uo₁ und U_qp weisen je nach Scitaltertyp einen bestimmten Wert auf. An den Eingängen der Schalter S 3 und S 4 liegt dagegen die Potentialdifferenz Δ U, was zum Durchschalten der Schwellspannungsschalter und zu anderen Werfen von U_G- und TJ„. führt, Wenn der Strom durch die Kapillare fließt, so bewegt sich infolge des Hg-Ionentransports der Einschluß in Richtung zur Anode, und beim Passieren einer Schaltelektrode tritt ein Spannungssprung ein, der zum Umschalten des Schwellwertschalters führt.Referring to Figure 2 to Figure 1, the inputs of the threshold voltage switches S 1 and S 2 are at the potential 0, and their output voltages Uo ₁ and U _q p have a certain value, depending on the type of scitter. At the inputs of the switches S 3 and S 4, however, lies the potential difference Δ U, which is to turn on the threshold voltage switch and other throwing of U _G - and TJ ". When the current flows through the capillary, as a result of the Hg ion transport of the inclusion moves towards the anode, and when passing a switching electrode occurs a voltage jump, which leads to the switching of the threshold.

Diese Schalter stehen als integrierte Schaltkreise für unterschiedliche Singangsspannungswerte und Ausgangsleistungen zur Verfügung. Durch ihre hochohmigen Eingänge ist ihre Einwirkung auf den Elektrolyseprozeß vernachlässigiar. Es gibt integrierte Anordnungen, die mehrere Schaltkreise einschließlich Verstärker enthalten, so daß die gesamte Elektronik der Figur 1 aus nur einem mikroelektronischen Schaltkreis bestehen muß.These switches are available as integrated circuits for different input voltage values and output powers. Due to their high-impedance inputs, their influence on the electrolysis process is negligible. There are integrated arrangements including multiple circuits, including amplifiers, so that the entire electronics of Figure 1 must consist of only one microelectronic circuit.

In Figur 3 ist eine mögliche technologische Healisierungsvariante für die gesamte Anordnung einschließlich der mikroelektronischen 'Schwellspannungsschaltkreise im Schnitt dargestellt. Sie besteht aus einem keramischen Deckplättchen 1 mit einem länglichen Einschnitt 3 und einer Vertiefung 4. Das Substratplättchen 2 trägt die schichtfö'rmigen Schaltelektroden 6, die Anschlußbahnen 5 und die unverkapseltenFIG. 3 shows in section a possible technological implementation variant for the entire arrangement including the microelectronic threshold voltage circuits. It consists of a ceramic coverslip 1 with an elongated incision 3 and a recess 4. The substrate plate 2 carries the stratified switching electrodes 6, the connecting tracks 5 and the non-encapsulated

Schaltkreise 7 sowie die notwendigen Leiterbahnen und Schichtwiderstände. Nach der Verbindung des Deckplättchens 1 mit dem Substratplättchen 2 kann die dadurch entstandene Kapillare mit Quecksilber und'dem wäßrigen Elektrolyt gefüllt werden. Der fertige Hybridschaltkreis kann in seinen Abmessungen und Anschlüssen den üblichen Gehäusen der Mikroelektronik angepaßt werden.Circuits 7 and the necessary interconnects and film resistors. After the connection of the coverslip 1 with the substrate plate 2, the resulting capillary can be filled with mercury and the aqueous electrolyte. The finished hybrid circuit can be adapted to the usual housings of microelectronics in its dimensions and connections.

Die Beschreibung des Arbeitsprinzips der eriindungsgernäßen Anordnung zeigt, daß sich ihre Anwendung nicht nur auf die technologische Vereinfachung der bisher bekannten paarig gegenüberstehenden Schaltelektroden erstreckt, sondern daß darüber hinaus die mikroelektronischen Schaltkreise durch die Einstellbarkeit der Schaltschwelle, durch gegenseitige Verkopplung und durch ihren breiten Lastbereich zusätzliche Möglichkeiten zur Anpassung an die verschiedenen Anwendungsfälle bieten.The description of the working principle of the arrangement according to the invention shows that its application extends not only to the technological simplification of the previously known paired switching electrodes, but also to the microelectronic circuits by the adjustability of the switching threshold, by mutual coupling and by their wide load range additional possibilities to adapt to the different use cases.

Nachdem der elektrolytische Einschluß am anodenseitigen Ende der Kapillare angelangt ist, kann durch TJmpolung der Spannung und Invertierung der Ausgangssignale der Schwelisp annungs schaltung der Rücklauf in entgegengesetzter Richtung erfolgen, so daß die gesamte Anordnung wiederverwendungsfähig ist.After the electrolytic confinement has arrived at the anode-side end of the capillary, by reversing the voltage and inverting the output signals of the threshold circuit, the reverse can be effected in the opposite direction, so that the entire arrangement is reusable.

AusführuT-gsbeispielAusführuT-gsbeispiel

In einem Ausführungsbeispiel wurde eine Mikrocoulometerkapillare mit einer Gesamtlänge von 25 mm verwendet, deren elektrolytischer Einschluß einen Durchgangswiderstand von ca. 150 Ohm aufwies. Für einen Durchlauf benötigte dieser Einschluß bei einem Strom von 4- /uA eine Zeitspanne von 1000 Stunden. Die Länge des Einschlusses betrag etwa 0,75 mm, die Breite einer Schaltelektrode ca. 0,4 mm. Mit einem Vorwiderstand von· 1,25 MOhm bei einer Gesamtspannung von 5 V war der Spannungsabfall an diesem Einschluß etwa 0,6 mV. Diese in der vorstehenden Erfindungsbeschreibung mit 4 TJIn one embodiment, a microcoulometer capillary with a total length of 25 mm was used whose electrolytic inclusion had a volume resistivity of about 150 ohms. For a run, this inclusion required a period of 1000 hours at a current of 4- μA. The length of the inclusion is about 0.75 mm, the width of a switching electrode about 0.4 mm. With a series resistor of 1.25 MOhm at a total voltage of 5 V, the voltage drop across this inclusion was about 0.6 mV. These in the above description of the invention with 4 TJ

"bezeichnete Spannung war infolge der temperaturabhängigen Widerstandsänderung des Elektrolyten ebenfalls temperaturabhängig, d.h. "bei höheren Temperaturen wurde der Spannungsabfall geringer. Da die Beschaltung der Schwellspannungsschalter jedoch so ausgeführt wurde, daß ihre Ansprechschwelle mit steigender Temperatur sank, konnte eine gute Temperaturkompensation erzielt werden. Diese Kompensation wirkte sich positiv auf die Schaltgenauigkeit der Anordnung aus, die bei 0,5 $ der gesamten Zeitspanne lag.The voltage referred to was also temperature dependent as a result of the temperature-dependent change in the resistance of the electrolyte, that is, at higher temperatures, the voltage drop decreased. However, since the wiring of the threshold voltage switch was carried out so that its threshold fell with increasing temperature, a good temperature compensation could be achieved. This compensation had a positive effect on the switching accuracy of the array, which was $ 0.5 of the total time span.

Claims

invention claim

1. Coulometric arrangement with threshold voltage circuit, "consisting in a conventional manner from a column of mercury in a capillary with an inclusion of an aqueous electrolyte, characterized in that laterally project into the mercury single-row electrodes whose width is smaller than .the length of the electrolytic inclusion.

2. coulometric arrangement with threshold voltage circuit according to item 1, characterized in that the capillary is formed by a sandwich arrangement of at least two platelets, which contain a groove-like depression in the interior.

3. Coulometric arrangement with threshold voltage circuit according to item 1 or 2, characterized in that the Schwellspannungssehalter are temperature dependent.

4. coulometric arrangement with threshold voltage circuit according to item 2 and 3, characterized in that the conductor tracks, contacts and resistors are applied as conductive layers on at least one of the platelets, which simultaneously carries the Schwellspannungsschalter as unverkappte solid-state circuits, which together with the other elements a hybrid circuit form.

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