CS229292B1 - Elektroda pro elektrochemické stanovení kyslíku v plynech - Google Patents

Abstract

Podstata vynálezu .spočívá v tom, že v porézní trubici jsou umístěny nastřižené kotouče ze stříbrného plechu se středovým otvorem, které jsou mechanicky pevné a elektricky vodivě spojeny ve stříbrnou šroubovici, která je rozebíratelně spojena s částí porézního držáku s trapézovým závitem, do něhož je pevně zašroubován a kontaktním drátkem peyně otočen oboustranný šroubek. Oboustranný šroubek je zašroubován do středové závitové spojky, spojené s vnějším středovým kontaktním kolíkem. Druhá část držáku tvořená porézním roubíkem nese ochrainný kotouč a je ponořena do elektrolytu. Měřicí elektroda může být doplněna referentní elektrodou, zabudovanou přímo do porézního držáku. Vynálezu lze využít pro analyzátory určené ke kontinuálnímu stanovení nízkých koncentrací kyslíku v plynech.

Description

Podstata vynálezu .spočívá v tom, že v porézní trubici jsou umístěny nastřižené kotouče ze stříbrného plechu se středovým otvorem, které jsou mechanicky pevné a elektricky vodivě spojeny ve stříbrnou šroubovici, která je rozebíratelně spojena s částí porézního držáku s trapézovým závitem, do něhož je pevně zašroubován a kontaktním drátkem peyně otočen oboustranný šroubek. Oboustranný šroubek je zašroubován do středové závitové spojky, spojené s vnějším středovým kontaktním kolíkem. Druhá část držáku tvořená porézním roubíkem nese ochrainný kotouč a je ponořena do elektrolytu. Měřicí elektroda může být doplněna referentní elektrodou, zabudovanou přímo do porézního držáku.

Vynálezu lze využít pro analyzátory určené ke kontinuálnímu stanovení nízkých koncentrací kyslíku v plynech.

Jj Obr. 1

Vynález se týká konstrukce elektrody pro elektrochemické analyzátory určené ke kontinuálnímu stanovení nízkých koncentrací kyslíku v plynech. Konstrukcí elektrody podle vynálezu se dosahuje rozšíření měřicí ho rozsahu od 0,1 až 10 000 ppm, rozšíření lineární závislosti proudu vznikajícího redukcí kyslíku na elektrodě na měřené koncentraci kyslíku a úspory stříbra ve srovnání β dosud známými konstrukcemi.

Kontinuální stanovení kyslíku v plynech podle P. Hersche — hritské patenty č. 707 323, 750 254 a 929 885 — se provádí na elektrodách pokrytých filmem elektrolytu, který současně obstarává elektrolytické spojení mezi měřicí a referentní elektrodou.

Měřicí elektrody tohoto typu jsou realizovány v různém konstrukčním uspořádání, jako je např. drát nebo síťka navinutá na porézním válci nebo fólii, nebo svinutý stříbrný plech částečně ponořený do elektrolytu apod.

Výhodné je i takové konstrukční řešení, kdy je měřicí elektroda zhotovena ve tvaru šroubovice, sestavené z jednotlivých kotoučů se středovým otvorem a nasazených na stříbrný šroub, který tvoří elektrický kontakt. Šroubovice je umístěna v porézní trubici, jíž se jednotlivé kotouče dotýkají na svém vnějším obvodu. V tomto uspořádání je prodloužena doba styku měřeného plynu s měřicí elektrodou, čímž je dosaženo zvýšení proudu vznikajícího redukcí kyslíku na elektrodě. Nevýhodou však je, že při vyšších koncentracích kyslíku nad 100 ppm dochází k ohybu kalibrační křivky v závislosti na proudu vznikajícím redukcí kyslíku na elektrodě — koncentrace kyslíku přestává být lineární.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje elektroda pro elektrochemické stanovení kyslíku v plynech, upevněná na víku měřicí cely s kruhovým výstupkem, na němž je nasunuta porézní trubice, jejíž podstata podle vynálezu spočívá v tom, že nastřižené kotouče ze sltříbirného plechu se středovým otvorem, umístěné v porézní trubici, jsou mechanicky pevně i elektricky vodivě spojeny ve stříbrnou šroubovici, která je rozebíratelně spojena s částí porézního držáku s trapézovým závitem, do něhož je pevně zašroubován a kontaktním drátkem pevně otočen oboustranný šroubek, který je zašroubován do středové závitové spojky, spojené s vnějším středovým kontaktním kolíkem, přičemž druhá část držáku tvořená porézním roubíkem nese ochranný kotouč a je ponořena do elektrolytu.

Dalším význakem elektrody podle vynálezu je, že do části porézního držáku s trapézovým závitem a porézního roubíku je zabudována refereinltní elektroda, zhotovena z méně ušlechtilého kovu, například kadmia, olova, zinku nebo jejich slitin a zformována do tvaru s velkým povrchem, například do formy fólie, spojené oboustranným šroubkem se .středovou závitovou spojkou a vnějším středovým kontaktním kolíkem jako s kontaktem referentní elektrody a kontaktním drájtkem otočeným kolem šroubku, zašroubovaným do mimastředové závitové spojky, spojené s vnějším mimostředovým kontaktním kolíkem, tvořícím kontakt měřicí elektrody.

V konstrukci elektrody podle vynálezu se podstatně snižuje Ohmická polarizace měřicí elektrody. To má za následek zvýšení aktivní plochy elektrody a možnost měřit v širším koncentračním rozsahu. Dalším rysem konstrukce elektrody podle vynálezu je významné snížení množství stříbra, potřebného k jejímu zhotovení. Zvýšení aktivní plochy je dosaženo tím, že v konstrukci měřicí elektrody podle vynálezu se používá porézního držáku elektrody s porézním roubíkem zanořeným do elektrolytu stejně jako je zanořena porézní membrána a tím vytvoření dalšího elektrolyticky vodivého mostu. Další elektrolyticky vodivý most zvyšuje stabilitu a rovnoměrnost vrstvy elektrolytu na povrchu měřicí elektrody, čímž se zvyšuje stabilita měřené koncentrace kyslíku.

Na připojených výkresech jsou znázorněny dva příklady provedení elektrody podle vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněna měřící elektroda částečně v řezu pro stanovení koncentrace kyslíku v plynech s možností výměny funkčních částí elektrody a na obr. 2 je znázorněna kombinovaná sestava v řezu, kdy je měřicí elektroda doplněna referentní elektrodou zabudovanou přímo do porézního držáku.

Měřicí elektroda uvedená na obr. 1 je sestavena na vyjímatelném víku měřicí cely 1 s kruhovým výstupkem, na který je navlečena porézní trubice 2, v níž je umístěna stříbrná šroubovice 3 tvořena nastřiženými kotouči se středovým otvorem vyseknutými ze stříbrného plechu a pevně vodivě spojenými stříbrnými ,ný|ty do tvaru šroubovice a tato je nasazena na porézní držák, skládající se z oboustranného šroubku 4 jednou stranou pevně zašroubovaného do porézního držáku, z části porézního držáku s trapézovým závitem 5, do něhož je zašroubována stříbrná šroubovice 3 a z porézního roubíku 6 nesoucího ochranný kotouč

7.

Kontaktní drátek 8 je pevně otočen kolem volného konce oboustranného šroubku a zašroubováním tohoto šroubku do středové závitové spojky 9 spojené s vnějším středovým kontaktním kolíkem 10 je vytvořen elektrický spoj šroubovice s vnějším kontaktem.

Na obr. 2 je kombinovaná sestava elektrody pro elektrochemické stanovení kyslíku v plynech, kdy obě elektrody jsou umístěny v jediném prostoru, la /to tak, že do části porézního držáku s trapézovým závitem a porézního roubíku 6 je zabudován sví229292 tek fólie referentní elektrody 13, jejíž horní část je mechanicky i elektricky vodivě spojena s oboustranným šroubkem 4 a tento je zašroubován do středové závitové spojky 9 spojené s vnějším středovým kontaktním kolíkem. 10 a tvoří tak kontakt referentní elektrody. Kontaktní drátek 8 je pevně otočen kolem šroubku s šestihrannou hlavou 14, který je zašroubován do mimostředové závitové spojky 11, do které je zašroubován na opačné straně vnější mimostředový kontaktní kolík 12, který tvoří kontakt měřicí elektrody. Ostatní části jsou v obou případech totožné.

Jednotlivé stříbrné kotouče se .středovým otvorem vyseknuté z plechu jsou mechanicky pevně a elektricky vodivě spojeny stříbrnými nýty a stříbrným drátem do tvaru šroubovice a tajto šroubovice je našroubována na porézním držáku elektrody, který v této konstrukci má dvojí funkci. Předně slouží jako mechanický držák elektrody, jehož šroubová část umožňuje dosáhnout pravidelnosti stoupání šroubovice· a tím umožní rovnoměrné proudění analyzovaného plynu 1 dodržení optimálního sklonu celé šroubovice a její definovanou pozici v porézní trubici. Druhá funkce spočívá v tom, že prodloužená část tvořena porézním roubíkem zasahuje do elektrolytu a tvoří elektrolyticky vodivý můstek, který obstarává elektrolytické spojení vnitřních ploch elektrody a zároveň umožňuje vytvoření rovnoměrnějšího a stabilnějšího filmu elektrolytu tím, že umožňuje smáčet stejně vnitřní okraje stříbrné šroubovice tak, jako porézní trubice smáčí její vnější okraje. Porézní roubík .slouží zároveň k upevnění ochranného· kotouče, který může být rovněž z porézní hmoty, jenž zachycuje kapky elektrolytu strhávaného proudem analyzovaného plynu a brání jejich usazování na nejnižším stupni stříbrné šroubovice a narušování vytvořeného filmu elektrolytu.

Spojovací oboustranný šroubek pevně zabudovaný do porézního držáku realizuje rozebíratelný spoj a snadnou montáž kontaktního drátku měřicí elektrody s vnějším kontaktním kolíkem, a tím i vyměnitelnost jednotlivých dílů elektrody.

Vynález lze využít pro analyzátory určené ke kontinuálnímu stanovení nízkých koncentrací kyslíku v plynech vysoké čistoty, používaných např. v technologii hromadných operací při výrobě polovodičových prvků.

Claims (2)

1. PREDMET

   1. Elektroda pro elektrochemické stanovení kyslíku v plynech, upevněná na víku měřicí cely s kruhovým výstupkem, na němž je nasunuta porézní trubice vyznačená tím, že v porézní trubici jsou umístěny naštřižené kotouče ze stříbrného plechu, se středovým otvorem, které jsou mechanicky pevně i elektricky vodivě spojeny ve stříbrnou šroubovici (3), která je rozebíratelně spojena s částí porézního držáku s trapézovým závitem (5), do něhož je pevně zašroubován a kontaktním drátkem (8] pevně otočen oboustranný šroubek (41, který je zašroubován do středové závitové spojky (91 spojené s vnějším středovým kontaktním kolíkem (10J, přičemž druhá část držáku tvořená porézním roubíkem (6) nese ochranný koitouč (7) a je ponořena do elektrolytu.

   vynalezu
2. 2. Elektroda podle bodu 1, vyznačená tím, že do části porézního držáku s trapézovým závitem (5) a porézního roubíku (6) je zabudována referentní elektroda (13), zhotovena z méně ušlechtilého kovu, například kadmia, olova, zinku nebo jejich slitin a zformována do tvaru s velkým povrchem, například do formy fólie, spojené oboustranným šroubkem (4j se středovou závitovou spojkou (9) a vnějším středovým kontaktním kolíkem (10) jako s kontaktem referenitní elektrody a kontaktním drátkem (8j otočeným kolem šroubku (14), zašroubovaným do mimostředové závitové spojky (11), spojené s vnějším mimostředovým kontaktním kolíkem (12), tvořícím kontakt měřicí elektrody.