CN1037373C - 一种测量气体中微量氧的电池 - Google Patents
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Abstract
一种测量气体中微量氧的电池，其特征在于采用同种金属做电极，采用外加电压(≤1.5V)的工作方式，并使用KOH水溶液为电解液，浓度(重量百分比)为5～40%。该电池寿命长，易于维护，不需经常清洗、灵敏度高，适于长期，连续在线分析。
Description
本发明涉及分析仪器，具体地说是一种采用电化学原理用于分析气体中含氧量的仪器。
一般地测量微量氧的方法是采用原电池法，典型反应式如下：
银电极：
铅电极：
检测两电极间的电流即可知其氧含量，该反应可自发进行，因此可制成便携式仪器，此类电池由于生成物PbO的逐渐增多，电池灵敏度和准确性下降，需经常、校准、清洗电池和电极。
在《传感器技术》1989年第6期上公开了一种极谱式电池，采用外加电源、铂或金为阴极，银为阳极，KCl电解液采用隔膜材料将电解液和被测气体或液体隔离，氧透过隔膜后在阳极上反应，测外电路中电流即可知其氧含量。由于该电池采用隔膜掩护，因而隔膜的寿命决定了电池的寿命，同时由于反应产生AgCl在阳极表面，故也须经常清洗电极和电池。
本发明的目的在于提供一种电池，具有高的灵敏性和长寿命，易于维护，不需经常清洗。
本发明将电池分隔为阳极室和阴极室，阴极室里有一进气管和一个出气口，在进气管的外管壁上有一层吸水材料，在吸水材料外紧密包覆着网状阴极，阴极由引线引出，阴极室还有一出气口，在阳极室安装阳极，阳极引线和阴极引线间加外电源和检测电路，在阴极室和阳极室内加入电解液，本发明的特征在于阴极和阳极由同样金属材料制备，并在两个电极间加一恒定的电位，其电压以小于1.5V为宜。
电极材料可以是金、银、铂、镍、铜、不锈钢网等制做。
吸水材料可以是无灰滤纸、无纺布、棉布、海绵体等。
电解液采用KOH水溶液，其重量百分比浓度为5％～45％，液位高度为高于阴极下缘，低于阴极上缘，在液位高度低于阴极下缘时，从阳极室的加液口加入蒸馏水即可继续工作。
本发明的电极反应如下：
阴极：
阳极：
从该反应式可以看出，本发明的电池在两电极上的反应不产生其它产物，只提供了氧原子得失电子的位置，因而电池的灵敏度和准确性不会因使用而降低，不需经常校准、清洗、更换电极，可以连续长期在线使用。同时本电池的阳极室也不须密封，使用更加方便。
下面结合附图做进一步说明：
图1为本发明电池的结构示意图。
1.进气管；2.吸水材料；3.阴极；4.电解液；5.阳极；6.外电源；7.检测电路；8.电极引线；9.出气口；10.加液口；11.隔离机；12.电壳；13.封盖。
实施例1
按图1所示电池的结构，用有机玻璃做成电池外壳12，在中间加一块隔离板11，在阴极室中插入进气管1，在进气管上裹一层吸水材料2，再包覆网状阴极3，在阴极室加封盖13，盖上有一出气口9，在阳极室固定一阳极5，加盖13，盖上有一加液口10，电极引线8引出，连接外电源6和检测电路7，从加液口添加电解液4，电解液为20％(重量)KOH水溶液。
实施例2
将上述电池的进气管与库仑发生器相连，在库仑发生器前加一高效脱氧管，脱氧深度＜0.003PPm，气体经脱氧管后进入进气管，首先测电池本底电流为1μA，启动库仑发生器，发生1，10，100，1000PPm氧气，记录氧电流，即可校准电池。经上述校准后的本发明仪器即可用于测量气体中微量氧含量。
由上实例，本发明的仪器与原电池法测氧仪相比具有下述优点：
1.本仪器使用中两电极均不参加反应，它们仅仅提供了氧分子得失电子的位置，因此，电池的灵敏度不变，不需要清洗和更换电池。
2.对电解液没有严格要求，一般纯度的KOH和较宽浓度范围的电解液均适合于电池工作。
3.测量电池中，阳极不需密封，在阳极室与大气相通的情况下，电池也能正常地工作。
Claims (3)
1.一种测量气体中微量氧的电池，分隔为阳极室和阴极室，阴极室里有一进气管和一个出气口，在进气管的外管壁上有一层吸水材料，在吸水材料外紧密包覆着网状阴极，阴极由引线引出，阴极室还有一出气口，在阳极室安装阳极，阳极引线和阴极引线间加外电源和检测电路，在阴极室和阳极室内加入电解液，其特征在于阴极和阳极由同种金属材料制成，并在两个电极间加一恒定电压，其外加电压≤1.5V。
2.如权利要求1所述的电池，其特征在于电极由金、银、铂、铜、镍或不锈钢网制成。
3.如权利要求1所述的电池，其特征在于采用KOH水溶液为电解液，重量百分比浓度为5～40％。
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