DE1302040B

DE1302040B - Electrolytic cell for measuring the water vapor content of a gas

Info

Publication number: DE1302040B
Application number: DE1965U0011591
Authority: DE
Inventors: Goldsmith Philip
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1964-04-03
Filing date: 1965-04-02
Publication date: 1969-10-16
Also published as: GB1105941A; GB1032563A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der elek- stand von etwa 0,075 mm und einer Länge vonThe invention relates to an improvement in the elek- stand of about 0.075 mm and a length of

trolytischen Zelle zur Messung des Wasserdampf- 400 cm bildet.trolytic cell for measuring the water vapor 400 cm forms.

gehaltes eines Gases, die aus einem Elektrodenpaar, Der mittlere Bauteil 2 ist mit einer kurzen Axial-content of a gas, which consists of a pair of electrodes, the middle component 2 is with a short axial

das räumlich getrennt auf einem tragenden Bauteil bohrung 8 an jedem Ende versehen, wobei jede Boh-the spatially separated on a load-bearing component bore 8 provided at each end, each bore

angeordnet ist, und aus einem zusammenhängenden, 5 rung mit dem ringförmigen Gasdurchlaß 3 über eineis arranged, and from a contiguous, 5 tion with the annular gas passage 3 via a

hygroskopischen, elektrolytischen Film, der sich über Leitung 9 verbunden ist, die senkrecht zur Achse deshygroscopic, electrolytic film connected by line 9 perpendicular to the axis of the

die Elektroden und den tragenden Bauteil ausdehnt, Bauteils 2 verläuft. Ein Ende der Elektrode ist amthe electrodes and the supporting component expands, component 2 runs. One end of the electrode is on

besteht, wobei der Film aus einem Gemisch von Bauteil 2 unter Verwendung eines entsprechendenconsists, wherein the film consists of a mixture of component 2 using a corresponding

Phosphorsäure und Glycerin besteht, nach Patent Klebemittels, z. B. Epoxyharz, verankert, und diePhosphoric acid and glycerin, according to patent adhesive, z. B. epoxy, anchored, and the

1 256 442. ίο Elektrode liegt in einer Gewindenut und führt an-1 256 442. ίο The electrode lies in a thread groove and leads

Bei einer solchen Zelle können Schwierigkeiten schließend durch die Leitung 9 und die Bohrung 8With such a cell, difficulties can arise through the line 9 and the bore 8

auftreten, wenn Feuchtigkeitsgehalte von mehr als hindurch nach der Außenseite der Zelle. Zum Beispieloccur when moisture levels in excess of than through to the outside of the cell. For example

einigen wenigen Promille gemessen werden, da die ist das eine Ende der Elektrode 4 am rechten Endea few per mille can be measured, since that is one end of the electrode 4 at the right end

Zelle dann die Tendenz zeigt, sich zu überhitzen, und des inneren Bauteils verankert, während das andereCell then tends to overheat, and the inner component anchors while the other

dadurch den Absorberfilm auf dem elektrolytischen 15 Ende durch die Leitung9 und die.Bohrung8 amthereby the absorber film on the electrolytic 15 end through the line9 and die.Bohrung8 am

Element in der Zelle zerstört. linken Ende des Bauteils 2 hindurchführt, und dieElement in the cell destroyed. the left end of the component 2 passes, and the

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Elektrode 5 ist am linken Ende verankert und tritt verbesserten Ausführungsform einer elektrolytischen durch die Bohrung am rechten Ende des mneren Zelle, bei welcher die Gefahr des Überhitzens der Bauteils aus. Jede Elektrode ist, wieder unter VerZelle auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. 20 Wendung eines Klebemittels, in die Leitung 9 hineinThe object of the invention is to provide an electrode 5 is anchored at the left end and occurs improved embodiment of an electrolytic through the hole at the right end of the male Cell in which there is a risk of the component overheating. Each electrode is, again, under VerZelle is reduced to a minimum. 20 turning of an adhesive into the line 9

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß und bei den Austrittsstellen an den Axialbohrungen 8This is achieved according to the invention in that and at the exit points at the axial bores 8

eine Einrichtung zum Durchführen eines Kühlmittels abgedichtet,a device for the passage of a coolant sealed,

durch die Zelle hindurch vorgesehen ist. Um ein Überhitzen der Zelle zu verhindern, ist deris provided through the cell. To prevent the cell from overheating, is the

Die Zelle weist einen rohrförmigen Behälter, einen innere tragende Bauteil mit zwei Kühlmittelleitungen inneren zylindrischen Bauteil, der zur Bildung eines 25 11 und 12 versehen. Die Leitungen können so eingeringförmigen Gasdurchlasses vom Behälter im Ab- richtet werden, daß sie an eine Kühlmittelzufuhr anstand angeordnet ist, ein doppelgängiges Gewinde auf geschlossen werden können, z. B. durch Anbringen dem zylindrischen Bauteil sowie eine in jeder Ge- eines Schraubengewindes (nicht dargestellt) im Ende windenut angeordnete Elektrode auf. Der innere jeder Leitung.The cell has a tubular container, an inner load-bearing component with two coolant lines inner cylindrical component, which is provided to form a 25 11 and 12. The lines can be ring-shaped Gas passage from the container in the dressing device that it was due to a coolant supply is arranged, a double thread can be closed, for. B. by attaching the cylindrical component and one in each direction of a screw thread (not shown) in the end Threaded groove arranged electrode. The inner of every line.

zylindrische Bauteil kann mit inneren Kühlleitungen 30 Auf eine alternative Weise wird das Erwärmen dercylindrical component can be provided with internal cooling lines 30. In an alternative way, the heating of the

versehen werden, die mit einer Flüssigkühlmittelzu- Zelle dadurch vermieden, daß die Radialabmes-are provided, which are avoided with a liquid coolant to- cell in that the radial dimensions

fuhr zu verbinden sind. sungen des Gasdurchlassse 3 vergrößert werden, sodrove to connect. Solutions of the gas passage 3 are increased so

Die Abmessungen des Gasdurchlasses können so daß nur ein festgelegter Bruchteil des WasserdampfesThe dimensions of the gas passage can so that only a fixed fraction of the water vapor

sein, daß nur ein geringer Anteil eines durch diesen auf die absorbierende Oberfläche (Film) diffundiert,be that only a small proportion of one diffuses through this onto the absorbing surface (film),

hindurchströmenden Gases auf den Phosphorsäure- 35 Die sich daraus ergebende Ablesung müßte ein-flowing gas on the phosphoric acid 35 The resulting reading should be

film diffundiert. geregelt werden, um die Gesamtströmung zu berück-film diffuses. regulated in order to take into account the total flow

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der sie bei- sichtigen, beispielsweise durch Multiplizieren der Ab-The invention will now be based on which you consider, for example by multiplying the intentions

spielsweise wiedergebenden Zeichnung näher er- lesung mit dem festgelegten Bruchteil, der fürfor example reproducing drawing in more detail with the specified fraction, which is for

läutert, und zwar zeigt verschiedene Durchlaßabmessungen experimentell er-clarifies, namely shows different passage dimensions experimentally

F i g. 1 in fragmentarischer perspektivischer An- 40 mittelt werden kann. Der mittlere Bauteil weistF i g. 1 can be determined in a fragmentary perspective. The middle component has

sieht das mittlere Teilstück einer erfindungsgemäßen ebenfalls Kühlmittelleitungen darin auf, durch welchesees the middle section of a coolant lines according to the invention also in it, through which

elektrolytischen Zelle, während hindurch Kühlmittel strömt, um die Zelle zu kühlen.electrolytic cell while coolant flows through it to cool the cell.

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung einer ab- Bei einem Ausführungsbeispiel ist, wie in F i g. 2F i g. FIG. 2 is a perspective view of an ab- In one embodiment, as shown in FIG. 2

geänderten Ausführungsform der Zelle wiedergibt. dargestellt, der Behälter 1 der in F i g. 1 dargestelltenmodified embodiment of the cell. shown, the container 1 of the in F i g. 1 shown

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist die elektro- 45 Zelle abgesetzt und die empfindliche Fläche des Bau-As can be seen from Fig. 1, the electro- 45 cell is separated and the sensitive surface of the building

lytische Zelle einen rohrförmigen Behälter 1 sowie teils 2, beispielsweise auf eine Länge von etwalytic cell a tubular container 1 and partly 2, for example to a length of about

einen zylindrischen inneren Bauteil 2 auf, der koaxial 0,6 cm, beträchtlich reduziert. Im Betrieb wird dera cylindrical inner member 2, the coaxially 0.6 cm, considerably reduced. In operation, the

zum Gehäuse verläuft und von diesem im Abstand Bauteil 2 der zu messenden Gasströmung ausgesetzt,runs to the housing and is exposed to the gas flow to be measured at a distance from component 2,

angeordnet ist, um einen ringförmigen Durchlaß 3 für und der Strom in den Elektroden 4 und 5 ist dannis arranged to an annular passage 3 for and the current in the electrodes 4 and 5 is then

das zu prüfende Gas zu bilden. Der Bauteil 2, der aus 50 eine Funktion der Menge des auf der empfindlichento form the gas to be tested. The component 2 made up of 50 is a function of the amount of the sensitive

Siliziumoxid besteht, weist ein doppelgängiges Ge- Oberfläche niedergeschlagenen Wasserdampfes undSilicon oxide has a double surface of precipitated water vapor and

winde auf, welches über ein Teilstück seiner Länge der Fläche der empfindlichen Oberfläche. Da diewind up which covers a portion of its length of the face of the sensitive surface. Since the

aufgebracht ist, um Elektroden 4 und 5 in jeder Ge- Größe der Fläche gering ist, machen die hierbei inis applied to electrodes 4 and 5 in any size of the area is small, make this in

windenut aufzunehmen. Die Elektroden sind mit Frage kommenden Elektrodentemperaturen keinerleitake up thread groove. The electrodes are no electrode temperatures at all

einer Schicht aus Phosphorsäure überzogen. 55 Schwierigkeiten. Diese Zelle ist äußerst empfindlichcoated with a layer of phosphoric acid. 55 difficulties. This cell is extremely delicate

Bei einem beschriebenen Ausführungsbeispiel hat gegenüber Wasserdampfdruck, erfordert jedoch eine der Behälter einen Innendurchmesser von 0,8 cm, der Kalibrierung, da die empfindliche Fläche bei der mittlere Bauteil hat einen Durchmesser von 0,7 cm Herstellung nicht genau kontrolliert werden kann. Es und eine Länge von 9 cm und ist am Ende mit einem sei darauf hingewiesen, daß der Bauteil 2 mit Kühl-Schulterteilstück mit einem Durchmesser von 0,7 cm 60 mittelleitungen (nicht dargestellt) versehen ist, wound einer Länge von 1,25 cm versehen, um den durch die Zelle durch Kühlmittel gekühlt werden ringförmigen Gasdurchlaß 3 zu bilden. Einlaß- und kann, das durch die Leitungen strömt.
Auslaßleitungen 6 und 7 vervollständigen den Gas- Es ist zu berücksichten, daß eine Messung des Strömungsweg durch die Zelle hindurch. Feuchtigkeitsgehaltes von Wasserstoff mit der be-In a described embodiment, the opposite has water vapor pressure, but one of the containers requires an inside diameter of 0.8 cm, the calibration, since the sensitive area in the middle component has a diameter of 0.7 cm cannot be precisely controlled. It and a length of 9 cm and is at the end with a note that the component 2 is provided with a cooling shoulder section with a diameter of 0.7 cm 60 central lines (not shown), wound a length of 1.25 cm provided to form the annular gas passage 3 to be cooled by the cell by coolant. Inlet and can flowing through the ducts.
Outlet lines 6 and 7 complete the gas. It should be noted that a measurement of the flow path through the cell. Moisture content of hydrogen with the loading

Das doppelgängige Gewinde hat eine Steigung von 65 schriebenen Zelle infolge der Rekombination derThe double thread has a pitch of 65 written cells as a result of the recombination of the

40 Windungen pro Zentimeter, und die Elektroden 4 Analyseprodukte nicht möglich ist. Um diese40 turns per centimeter, and the electrodes 4 analysis products is not possible. Around

un 5 bestehen aus einem Platindraht von 0,05 mm Schwierigkeit zu überwinden, können die Elektrodenun 5 consist of a platinum wire of 0.05 mm difficulty to overcome, the electrodes can

im Durchmesser, der zwei Elektroden in einem Ab- aus Rhodium oder einem anderen Material, welchesin diameter, of the two electrodes in an ab- made of rhodium or another material, which

die Rekombination nicht katalysiert bzw. beschleunigt, hergestellt werden.the recombination is not catalyzed or accelerated.

Die elektrolytische Zelle kann als Flüssigwassergehaltsmesser, falls erwünscht, dienen. Das auf den Bauteil auftreffende Flüssigwasser läßt einen Elektrolysestrom in den Elektroden fließen. Vorzugsweise ist der Bauteil nicht umhüllt, und das feuchte Gas wird über ihn hinweg mit einer konstanten Strömungsrate geblasen, so daß Tröpfchen auf den Bauteil auftreffen. Die als Hygrometer dienende Zelle kann für unterschiedliche Tröpfchengrößen durch Verändern der Gasströmungsrate ansprechbar gemacht werden.The electrolytic cell can serve as a liquid water content meter, if desired. That on the Liquid water hitting the component causes an electrolysis current to flow in the electrodes. Preferably is the component is not enveloped, and the moist gas is over it at a constant flow rate blown so that droplets hit the component. The cell serving as a hygrometer can be used for different droplet sizes can be made addressable by changing the gas flow rate.

Im allgemeinen ist die an die Zelle anzulegende Spannung nicht kritisch, jedoch ergab sich die beste Ansprechzeit bei Verwendung eines Potentials zwischen 72 und 120 Volt.In general, the voltage to be applied to the cell is not critical, but the best resulted Response time when using a potential between 72 and 120 volts.

Claims

Patent claims:

1. Electrolytic cell for measuring the * ° Water vapor content of a gas, which consists of a pair of electrodes, which are spatially separated on a supporting component is arranged, and from a coherent, hygroscopic, electrolytic Film that expands over the electrodes and the supporting component, where the film consists of a mixture of phosphoric acid and glycerine, according to patent 1 256 442, characterized in that a device (11,12) is provided for passing a coolant through the cell.

2. Electrolytic cell according to claim 1, characterized by a tubular container (1), an inner cylindrical member (2) which is used to form an annular gas passage (3) is spaced from the container (1) by a double thread on the cylindrical Component (2) and by an electrode (4, 5) arranged in each thread groove.

3. Electrolytic cell according to claim 2, characterized in that the inner cylindrical Component (2) is provided with inner cooling lines (11, 12) which are supplied with a liquid coolant are to be connected.

4. Electrolytic cell according to claim 2 or 3, characterized in that the dimensions of the gas passage (3) are such that only a small proportion of the gas flowing through it Gas diffuses onto the phosphoric acid film.

1 sheet of drawings