RU218460U1 - Электрохимический детектор газов и паров - Google Patents
Электрохимический детектор газов и паров Download PDFInfo
- Publication number
- RU218460U1 RU218460U1 RU2023110148U RU2023110148U RU218460U1 RU 218460 U1 RU218460 U1 RU 218460U1 RU 2023110148 U RU2023110148 U RU 2023110148U RU 2023110148 U RU2023110148 U RU 2023110148U RU 218460 U1 RU218460 U1 RU 218460U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- rod
- gas
- heater
- gases
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Полезная модель относится к аналитической технике, а именно к средствам измерений концентрации газов и паров. Электрохимический детектор газов и паров содержит проточные камеры 1 и 2 анализируемого и сравнительного газов, разделенные мембраной 3 из твердого электролита, газопроницаемый каталитически активный измерительный электрод 4, нанесенный на боковую поверхность мембраны, обращенную в сторону камеры анализируемого газа, такой же по характеристикам сравнительный электрод 5, нагреватель 6, подключенный к стабилизированному источнику электропитания 7, и измеритель разности потенциалов 8 между электродами. Детектор дополнительно содержит цилиндрический стержень 9, изготовленный из того же твердого электролита, что и мембрана 3, и находящийся в электрическом контакте 10 с этой мембраной, при этом сравнительный электрод 5 нанесен на свободный торец стержня 9, а нагреватель 6 расположен вокруг тела стержня 9, причем стержень 9 и нагреватель 6 размещены внутри камеры сравнительного газа.
Description
Полезная модель относится к аналитической технике, а именно к средствам измерений концентрации газов и паров.
Известен термохимический детектор кислорода (Кулаков М.В. и др. Технологические измерения и аналитические приборы в химической промышленности. М.: Машиностроение, 1964. С. 36-38), содержащий гальванический элемент, состоящий из пористого стеклянного цилиндра, укрепленного на металлическом держателе и обернутого слоем текстильной ленты, свинцовый электрод и катод, изготовленный из серебряной сетке.
При работе анализируемая газовая смесь проходит через увлажнитель, где насыщается влагой и захватывает попутно раствор электролита (раствор KOH), поступает в электролитическую ячейку. Раствор поступает сверху на гальванический элемент, непрерывно смачивая последний, а анализируемая газовая смесь омывает гальванический элемент в кольцевом пространстве между корпусом датчика и серебряным катодом. Ток, возникающий в цепи гальванического элемента, создает падение напряжения на внешним сопротивлении нагрузки. Последнее усиливается электронным усилителем и измеряется вторичным прибором.
Недостатком такого детектора является необходимость использования для его работы жидкого электролита, что ограничивает область его применения.
Наиболее близким по технической сущности является детектор с твердым электролитом, например оксидом циркония (Амманозаров А., Шарнапольский А.И. Методы и приборы для определения кислорода (газовый анализ) М.: Химия, 1988, С. 39-41), содержащий проточные камеры анализируемого и сравнительного газов, разделенные мембраной из твердого электролита, газопроницаемый каталитически активный измерительный электрод, нанесенный на боковую поверхность мембраны, обращенную в сторону камеры анализируемого газа, такой же по характеристикам сравнительный электрод, нагреватель, подключенный к стабилизированному источнику электропитания, и измеритель разности потенциалов между электродами.
В процессе работы с одной стороны мембрана омывается сравнительным газом с известной концентрацией кислорода, а с другой - анализируемом газом, концентрация кислорода в котором может изменяться. Разность потенциалов между электродами определяется разностью концентраций кислорода сравнительной и измерительной камерах.
Недостатком такого детектора является относительная узкая область применения, определяемая возможностью измерения концентрацией кислорода в газовых средах.
Проблемой полезной модели является создание электрохимического детектора, имеющего более широкую область применения, в частности детектора, обеспечивающего возможность измерения концентрации компонентов в процессе хроматографического анализа.
Технический результат - расширение области применения электрохимических детекторов газов и паров.
Технический результат достигается тем, что электрохимический детектор газов и паров содержащий проточные камеры анализируемого и сравнительного газов, разделенные мембраной из твердого электролита, газопроницаемый каталитически активный измерительный электрод, нанесенный на боковую поверхность мембраны, обращенную в сторону камеры анализируемого газа, такой же по характеристикам сравнительный электрод, нагреватель, подключенный к стабилизированному источнику электропитания, и измеритель разности потенциалов между электродами, согласно полезной модели дополнительно содержит цилиндрический стержень, изготовленный из того же твердого электролита, что и мембрана, и находящийся в электрическом контакте с этой мембраной, при этом сравнительный электрод нанесен на свободный торец стержня, а нагреватель расположен вокруг тела стержня, причем стержень и нагреватель размещены внутри камеры сравнительного газа.
Такая конструкция электрохимического детектора газов и паров позволяет использовать его для измерения концентрации горючих компонентов в анализируемом газе так, как при поступлении горючих компонентов в измерительную камеру детектора при температуре 350-500°С, происходит частичное каталитическое сгорание компонентов на каталитически активном электроде, расположенном в измерительной камере. При этом уменьшается концентрация кислорода в потоке воздуха, что вызывает разность потенциалов между электродами, так как концентрация кислорода в сравнительной камере остается постоянной.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.
Схема электрохимического детектора газов и паров показана на чертеже. Электрохимический детектор газов и паров содержит проточные камеры 1 и 2 анализируемого и сравнительного газов, разделенные мембраной 3 из твердого электролита, газопроницаемый каталитически активный измерительный электрод 4, нанесенный на боковую поверхность мембраны, обращенную в сторону камеры анализируемого газа, такой же по характеристикам сравнительный электрод 5, нагреватель 6, подключенный к стабилизированному источнику электропитания 7, и измеритель разности потенциалов 8 между электродами. Он дополнительно содержит цилиндрический стержень 9, изготовленный из того же твердого электролита, что и мембрана, и находящийся в электрическом контакте 10 с этой мембраной, при этом сравнительный электрод нанесен на свободный торец стержня, а нагреватель расположен вокруг тела стержня, причем стержень и нагреватель размещены внутри камеры сравнительного газа.
Электрохимический детектор газов и паров работает следующим образом. В проточную камеру 1 с постоянным объемным расходом поступает анализируемый газ, представляющий собой смесь воздуха с анализируемым горючим компонентов (горючим газом или парами горючими жидкого вещества), а в сравнительную камеру 2 с постоянным объемным расходом поступает воздух. Мембрана 3 из твердого электролита диоксид циркония через стержень 9 из того же электролита нагревается с помощью нагревателя 6, питающегося от источника электропитания 7, нагревается до температуры 350-500°С, что обеспечивает его электропроводность. Когда концентрация горючих веществ в потоке анализируемого воздуха равна нулю, разность потенциалов между электродами 4 и 5 также близка к нулю, а когда концентрация горючего вещества в потоке анализируемого воздуха, поступающего в камеру 1, отличается от нуля, на каталитически активном электроде 4 происходит частичное каталитически сгорание горючего вещества. При этом уменьшается концентрация кислорода на электроде 4, а разность потенциалов между электродами 4 и 5 становится отличной от нуля. Эта разность потенциалов поступает к измерителю разности потенциалов 8 и является выходным сигналов электрохимического детектора газов и паров. Экспериментально установлено, что сигнал детектора пропорционален объемной концентрации горючего вещества в потоке воздуха, поступающего в камеру 1.
Преимуществами предлагаемого технического решения является:
простота конструкции;
генераторный выходной сигнал;
малый объем проточной камеры анализируемого газа, обеспечивающий малую инерционность.
Предлагаемый электрохимический детектор может быть реализован на базе стандартных циркониевых датчиков кислорода и распространенной электроизмерительной аппаратуры.
Электрохимический детектор газов и паров может найти применение в системах контроля взрывоопасных концентраций на промышленных предприятиях и в газовой хроматографии.
Claims (1)
- Электрохимический детектор газов и паров, содержащий проточные камеры анализируемого и сравнительного газов, разделенные мембраной из твердого электролита, газопроницаемый каталитически активный измерительный электрод, нанесенный на боковую поверхность мембраны, обращенную в сторону камеры анализируемого газа, такой же по характеристикам сравнительный электрод, нагреватель, подключенный к стабилизированному источнику электропитания, и измеритель разности потенциалов между электродами, отличающийся тем, что он дополнительно содержит цилиндрический стержень, изготовленный из того же твердого электролита, что и мембрана, и находящийся в электрическом контакте с этой мембраной, при этом сравнительный электрод нанесен на свободный торец стержня, а нагреватель расположен вокруг тела стержня, причем стержень и нагреватель размещены внутри камеры сравнительного газа.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU218460U1 true RU218460U1 (ru) | 2023-05-26 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU191213A1 (ru) * | Н. Сайфи, А. Н. Блаженнова , В. Альперин | Электрохимический газоанализатор | ||
SU785721A1 (ru) * | 1978-10-17 | 1980-12-07 | Херсонский Филиал Одесского Технологического Института Пищевой Промышленности Им. М.В.Ломоносова | Электрохимическа чейка дл определени микропримесей в газах |
US5683570A (en) * | 1993-06-04 | 1997-11-04 | Dalhousie University | Gas detection method |
RU2314522C1 (ru) * | 2006-04-13 | 2008-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "АНГАРСКОЕ-ОКБА" | Устройство для измерения концентрации кислорода в газах |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU191213A1 (ru) * | Н. Сайфи, А. Н. Блаженнова , В. Альперин | Электрохимический газоанализатор | ||
SU785721A1 (ru) * | 1978-10-17 | 1980-12-07 | Херсонский Филиал Одесского Технологического Института Пищевой Промышленности Им. М.В.Ломоносова | Электрохимическа чейка дл определени микропримесей в газах |
US5683570A (en) * | 1993-06-04 | 1997-11-04 | Dalhousie University | Gas detection method |
RU2314522C1 (ru) * | 2006-04-13 | 2008-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "АНГАРСКОЕ-ОКБА" | Устройство для измерения концентрации кислорода в газах |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АММАНОЗАРОВ А и др., Методы и приборы для определения кислорода (газовый анализ) М., Химия, 1988, С. 39-41. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5397442A (en) | Sensor and method for accurately measuring concentrations of oxide compounds in gas mixtures | |
US3795589A (en) | Methods for electrochemical analysis | |
Hersch | Trace monitoring in gases using galvanic systems | |
US4282078A (en) | Solid state sensor for anhydrides | |
US4073698A (en) | Method and device for the detection and measurement of carbon monoxide in the presence of hydrogen | |
US5683570A (en) | Gas detection method | |
Lindner et al. | Switched wall jet for dynamic response measurements | |
Gopel et al. | Definitions and typical examples | |
US4201634A (en) | Method for the detection of hydrazine | |
US4388155A (en) | Solid sensor for anhydrides | |
Kocache | The measurement of oxygen on gas mixtures | |
RU218460U1 (ru) | Электрохимический детектор газов и паров | |
CN116296620B (zh) | 一种烟气分析仪的气路采集系统、装置及方法 | |
RU219801U1 (ru) | Электрохимический детектор газов | |
RU2761936C1 (ru) | Способ определения объемной доли водорода в газах и устройство его реализующее | |
Midgley | Investigations into the use of gas-sensing membrane electrodes for the determination of carbon dioxide in power station waters | |
US20030121309A1 (en) | Device and method for measuring alcohol vapour concentration | |
US4842709A (en) | Electrolytic cell and process for the operation of electrolytic cells, for moisture analyzers | |
RU173647U1 (ru) | Полупроводниковый сенсорный модуль с легированным газочувствительным слоем | |
RU2315289C1 (ru) | Система изотопного хромато-масс-спектрометрического анализа органических газовых смесей и твердоэлектролитная ячейка | |
US3432404A (en) | Method and apparatus for continuously determining the oxygen content of gases | |
RU57012U1 (ru) | Датчик для измерения концентрации компонентов анализируемой газовой среды | |
SU1464686A1 (ru) | Чувствительный элемент датчика водорода | |
EP0150182A1 (en) | Measuring an extended range of air fuel ratio | |
Kalyakin et al. | Electrodes for potentiometric solid-electrolyte sensors with nonseparated gas spaces for measuring the contents of combustible CO and H 2 gases in gas mixtures |