CS208267B1 - Elektrochemický analyzátor kysličníku siřičitého a dusičitého ve vzduchu s pevným elektrolytem a způaob jeho výroby - Google Patents

Abstract

Analyzátor sestává z bloku odlévací ■íoty, v němž je uložen pevný elektrolyt /ořený gelertou, do níž zasahuje dvojice i.ektrod. Gelerta pevného elektrolytu sedává z 0,5 až 15 % roztoku skleroproteit v bezvodém glycerinu nebo butanolu, ne- < jejich směsi s přídavkem 0,02857 N ky-i -liny citrónové a 0,02857 N kyseliny bori- ·, Analyzátor se vyrábí tak, že se· do nejně jednoho vývrtu předem připraveného oku z odlévací hmoty nalije zhomogenizoný roztok získaný zahříváním při 80 až >° po dobu 2 až 5 minut 0,5 až 15 % roztoskleroproteinu v bezvodém glycerinu ňe- ■ butanolu nebo jejich směsi. Jédem z vý-’ tů bloku se předem opatří elektricky vo· vým polepem a výplňovým trnem spirálově lnutým elektricky vodivým drátem. Po uhnutí elektrolytu v gelertu ae vyjma výňový trn, spodní otvor se uzavře výústu, ahora se blok uzavře krycí deskou s rní výústkou a připojí k desce tifitěnéspoje.

Description

(54) Elektrochemický analyzátor kysličníku siřičitého a dusičitého ve vzduchu s pevným elektrolytem a způaob jeho výroby

Analyzátor sestává z bloku odlévací íoty, v němž je uložen pevný elektrolyt /ořený gelertou, do níž zasahuje dvojice

i.ektrod. Gelerta pevného elektrolytu sedává z 0,5 až 15 % roztoku skleroproteit v bezvodém glycerinu nebo butanolu, ne< jejich směsi s přídavkem 0,02857 N ky-i -liny citrónové a 0,02857 N kyseliny bori·, Analyzátor se vyrábí tak, že se· do nejně jednoho vývrtu předem připraveného oku z odlévací hmoty nalije zhomogenizoný roztok získaný zahříváním při 80 až >° po dobu 2 až 5 minut 0,5 až 15 % roztoskleroproteinu v bezvodém glycerinu ňe butanolu nebo jejich směsi. Jédem z vý-’ tů bloku se předem opatří elektricky vo· vým polepem a výplňovým trnem spirálově lnutým elektricky vodivým drátem. Po uhnutí elektrolytu v gelertu ae vyjma výňový trn, spodní otvor se uzavře výústu, ahora se blok uzavře krycí deskou s rní výústkou a připojí k desce tifitěnéspoje.

!08 267

208 267

Vynález se týká elektrochemického analyzátoru pro stanovení koncentrací kysličníku siřičitého a kysličníku dusičitého ve vzduchu nebo v jiných plynných médiích o koncentračním rozsahu jednotek až desítek ppm za použití pevného elektrolytu.

Dosud známá a tradiční elektrochemické stanovení plynů užívají kapalná reakční činidla - elektrolyty, kolorimetry, ampérmetrické či voltampérmetrické analyzátory, jejichž nevýhodou je právě kapalná fáze použitých elektrolytů. V období posledních pěti let se v přístrojové technice vyskytlo několik typů zařízení pro měření stopových koncentrací plynů v ovzduSí, které odstraňují tuto nevýhodu a pracují na principu elektrochemických převodníků (cel) s použitím pevných elektrolytů. Principiálně jde o cely s náplní vysokomolekulárních látek, iontově vodivých, kde difúze sledovaného plynu přes selektivní membránu s následující elektrochemickou oxidací na měrné elektrodě, poskytuje stejnosměrné difuzní proudy, úměrné obsahu sledovaného plynu ve vzduchu nebo v jiném plynném médiu. Selektivita a rozsah cel jsou dány kvalitou membrány, její tlouěfkou a volbou vhodného vysokomolekulárního iontově vodivého materiálu, poskytující elektrolyt buá ve formě pasty, nebo gelu o malé těkavosti.

V současné době ve světě vyráběné přístroje pro měření stopových koncentrací kysličníku siřičitého, kysličníku dusnatého, kysličníku dusičitého a sirovodíku pracují s přesností stanovení 2 % z rozsahu, spolu s rychlou a lineární odezvou a garantovanou provozní schopností 10 000 provozních hodin při průtoku 1 litru vzduchu za hodinu. Avšak tento údaj je závislý na čistotě a vlhkosti měřeného plynu. Při nejpříznivějších podmínkách vydrží tedy přístroj v provozu něco málo přes jeden rok.

Tento nedostatek je odstraněn elektrochemickým analyzátorem kysličníku siřičitého a dusičitého ve vzduchu podle vynálezu.

Podstatou analyzátoru je blok z odlévací hmoty, v němž je uložen pevný elektrolyt tvořený gelertou, do níž zasahuje dvojice elektrod. Gelerta pevného elektrolytu sestává z 0,5 až 15 % roztoku skleroprotsinu v bezvodém glycerinu, nebo/a butanolu s přídavkem 0,,02857 N kyseliny citrónové a 0,02857 N kyseliny borité.

Analyzátor podle vynálezu lze vyrobit jednoduchým a ekonomickým způsobem podle vynálezu.

Podstatou způsobu podle vynálezu je, že se při teplotě 80 až 90 °C zahřívá 2 až 5 minut 0,5 až 15% roztok sklsroproteinu v bezvodém glycerinu a/nebo butanolu a přídavkem 0,02857 N kyseliny citrónové a 0,02857 N kyseliny borité, načež se zhomogenizovaný roztok nalije do nejméně jednoho vývrtu v předem připraveném bloku z odlévací hmoty, přičemž jeden zvývrtů ae předem opatří elektricky vodivým polepem a výplňovým trnem, který ae před vložením do vývrtu spirálovitě ovine elektricky vodivým drátem, po ztuhnutí elekt' rolytu v gelertu ae vyjma výplňový trn, spodní otvor se uzavře výústkou, shora se blok uzavře krycí deskou a horní výústkou a připojí se k desce tištěného spoje.

Analyzátor podle vynálezu má tyto přednosti:

Poskytuje stejnosměrný elektrický difuzní proud, vznikající a protékající iontově vodi208 267 vým vysokomolekulérním materiálem a anímaý dvěma pevnými elektrodami. Elektrody ponořená do pevného elektrolytu poskytují difuzní proud bez vloženého napětí v rozsahu řádově desítek až stovek nanoampér, který je přímo úměrný koncentraci měřeného plynu, protékajícího celou. Použitý vysokomolekulární materiál v náplni elektrochemického převodníku, přestože má mechanické vlastnosti pro tuhý stav, má elektrickou vodivost téměř stejně vysokou, jako u aolu, za kterého vznikl. Ionty i molekuly ee pohybují prakticky stejně rychle jako v kapalném prostředí, pro které platí podle Henryho zákona, ža j,e koncentrace plynu v kapalné fázi úměrné jeho parciálnímu, tlaku ve fázi plynné.

Aspirační doba proti dosud známým přístrojům je troj- až čtyřnásobné. Na výkresu ja vyobrazen v řezu elektrochemický převodník.

Elektrochemický převodník (cela) podle výkresu je tvořen blokem 14 z odlévací hmoty se dvěma vertikálními vývrty i, 2, které jsou v horní a dolní čáeti spojeny dvěma horizontálními kanálky 3, £ a tvoří tak spojité páúoby. Vývrt j. je zásobníkem elektrolytu a vývrt 2, který je opatřen polepem zlatá fólie £, v němž je soustředně a vertikálně umístěna zlaté drátové elektroda 6 stočené do spirály, vložené do .vývrtu 2 pomocí výplňového trnu J, který prochází jejím středem β který se po ztuhnutí elektrolytů vyjímá a vytváří tak ze ztuhlého elektrolytu mezikružl, jehož kanálek 8, kterým protéká sledovaný plyn tak, že omývá stěnu kanálků 8, kterou tvoří spirála zlatého drátu 6 spolu se ituhlým elektrolytem £. Horní část vývrtů 1, 2, se uzavírá krycí deskou 10 opatřenou výúatkou 11 pro odvod měřeného plynu. Zlaté elektrody jaou vyvedeny na kontakty tištěného spoje 12, na který je celý elektrochemický převodník připevněn. Dolní část kanálku 8 po vyjmutí výplňového trnu 2 e® uzavře Šroubovou výústkou 13, kterou vstupuje So elektrochemického převodníku měřený plyn. Elektrochemický převodník spolu a deskou tištěného spoje 12 tvoří tak vyjímatelný eelek.

Dále jsou uvedeny příklady provedení způsobu výroby elektrochemického analyzátoru podle vynálezu.

Příklad 1 '

S% směs skleroproteinu (glutinu) jako plastifikátoru s bezvodým glycerinem s přídavkem 0,02857 Ň kyseliny citrónové, β 0,02857 N kyseliny borité, se zajbřívá na vodní • . · * · .

lázni při 80 až 90 °C do 3 minut. Ztakucený a dobře zhomogenizo.vaný roztok- se nalije do vývrtů 1, 2 a nechá ztuhnout. Eo ztuhnutí gelerty takto připraveného elektrolytu ee vyjme výplňový trn uzavře ae šroubovou výústkou 13 a oba vývrty 1, 2 se shora uzavřou krycí daakou 10 a výústkou 11. Po zasunutí deaký tištěného spoje 12 do příslušného konektoru, je elektrochemický převodník (cela.) připraven po připojení výústek 11, na sledovaný plyn, který prochází přes selektivní filtry a prachový fijLtr do elektpochemic„ kého převodníku a odtud přes kontrolní rotametr b průtoku 1 litr za hodinu.

Vyaokomolekulární elektrolyt vytváří geler.tuo nepatrné těkavosti s mipimální-m příj· mem vzdušné vlhkosti s dostatečnou imunitou vůči aerofobním mikrobům a plísním. Pracuje za normálních teplot až do 3O.°Č.a ztekupujese nad 40 °C, Objem náplně elektrochemické208 207 ho převodníku je. cca 60 ml. Plocha zlaté fólie 5 až 8 cm², délka zlatého drátu průměr 0,5 až 0,8 mm, 15 až 20 cm, spirála průměr 8 mm.

Vznikající a protékající stejnosměrný difuzní proud .z tohoto výěe uvedeného elektrochemického převodníku (cely) je měřen jako úbytek napětí na odporu a je cca 100 násobně zesílen pomocí operačního zesilovače a přímo registrován registračním milivoltmetrem deprezského systému, jehož stupnice je cejchována v ppm měřeného plynu. Nulový proud při průtoku inertního plynu bez obsahu S0₂ a N0₂ je řádově 24 nanoampér. Klidový proud s drif tem + 2 % rozsahu stupnice. Elektrochemický převodník pracuje bez vloženého napětí. Vnitř ní odpor cely cca 67 Kohmů.

Příklad 2

Jednoprocentní směs glutinu s bezvodým butanolem a 0,02857 N kyseliny citrónové a 0,02857 N kyseliny borité se zahřívá na vodní lázni při teplotě 80 až 90 °C po dobu 2 minut. Dále se pokračuje jako v příkladu 1.

Příklad 3

Dvanáctiprocentní směa glutinu se směsí bezvodého glycerinu a bezvodého butanolu v poměru 1:1 se zahřívá 4 minuty na vodní lázni při 80 až 90 °C a 0,2857 N kyselinou boritou β 0,02857 N kyselinou citrónovou. Déle se pokračuje jako v příkladu 1.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Elektrochemický analyzátor kysličníku siřičitého a dusičitého ve vzduchu s pevným elektrolytem, vyznačený tím, že sestává z bloku (14) z odlévací hmoty, v němž je uložen pevný elektrolyt (9) tvořený gelertou, do níž zasahují dvě elektrody (5, 6).
2. 2. Analyzátor podle bodu 1, vyznačený tím, že gelerta pevného elektrolytu (9) sestává z 0,5 až 15% roztoku ekleroproteinu v bezvodém glycerinu a nebo butanolu s přídavkem 0,02857 N kyseliny citrónové a 0,02857 N kyseliny borité.
3. 3. Způsob výroby analyzátoru podle bodu 1, vyznačený tím, že se 0,5 až 15% roztok skleroproteinu v bezyodém glycerinu a/nebo butanolu s přídavkem 0,02857 N kyseliny citrónové a 0,02857 N kyseliny borité zahřívá při teplotě 80 až 90 °C 2 až 5 minut, načež se zhomogenizovaný roztok nalije do nejméně jednoho vývrtu (1, 2) v předem připraveném bloku (14) z odlévací hmoty, přičemž se předem jeden z vývrtů (2) opatří elektricky vodivým polepem (5) a výplňovým trnem (7), který se před vložením do vývrtu (2) spirálovitě ovine elektricky vodivým drátem (6), po ztuhnutí elektrolytu (9) v gelertu se vyjme výplňový trn (7), spodní otvor se uzavře výústkou (13), shora se blok (14) uzavře krycí deskou (10) s horní výústkop (11) a připojí se k desce (12) tištěného spoje.