RU2228520C1 - Coulometric cell - Google Patents
Coulometric cell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2228520C1 RU2228520C1 RU2003114773/28A RU2003114773A RU2228520C1 RU 2228520 C1 RU2228520 C1 RU 2228520C1 RU 2003114773/28 A RU2003114773/28 A RU 2003114773/28A RU 2003114773 A RU2003114773 A RU 2003114773A RU 2228520 C1 RU2228520 C1 RU 2228520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cell
- electrodes
- gap
- working
- turns
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в кулонометрических гигрометрах.The present invention relates to the field of analytical instrumentation and can be used in coulometric hygrometers.
Известна кулонометрическая ячейка (а.с. №1357814, G 01 N 27/02), состоящая из расположенных во внутреннем канале диэлектрического корпуса проволочных платиновых геликоидальных электродов, пленки сорбента, покрывающей электроды, и выводов к наружной поверхности корпуса.Known coulometric cell (AS No. 1357814, G 01 N 27/02), consisting of platinum helicoidal electrode wires located in the inner channel of the dielectric casing, a sorbent film covering the electrodes, and leads to the outer surface of the casing.
В качестве пленки сорбента применяется, например, пленка частично гидратированного фосфорного ангидрида P2O5. К электродам через выводы на наружной поверхности корпуса подводится электрическое напряжение постоянного тока.As the sorbent film, for example, a film of partially hydrated phosphoric anhydride P 2 O 5 is used . To the electrodes, through the terminals on the outer surface of the housing, a DC voltage is applied.
Анализируемый газ пропускается по внутреннему каналу корпуса со стороны рабочей части. В ячейке непрерывно происходят два процесса: практически полное поглощение влаги пленкой гигроскопического вещества с образованием фосфорной кислоты и электролиз воды на водород и кислород с регенерацией фосфорного ангидрида,The analyzed gas is passed through the internal channel of the housing from the working part. Two processes continuously occur in the cell: an almost complete absorption of moisture by a film of a hygroscopic substance with the formation of phosphoric acid and electrolysis of water into hydrogen and oxygen with the regeneration of phosphoric anhydride,
Р2O5+Н2O→2НРО3;P 2 O 5 + H 2 O → 2HPO 3 ;
2НРО3 → Н2+1/2O2+Р2О5.2HPO 3 → H 2 + 1 / 2O 2 + P 2 O 5 .
При постоянном расходе газа согласно закону Фарадея величина тока электролиза является мерой влагосодержания газа, т.е. кулонометрические приборы имеют расчетную шкалу при условии полного поглощения влаги в ячейке.At a constant gas flow rate according to the Faraday law, the magnitude of the electrolysis current is a measure of the moisture content of the gas, i.e. coulometric devices have a calculated scale provided that moisture is completely absorbed in the cell.
Известно, что фосфорный ангидрид с течением времени уносится анализируемым газом. При поглощении влаги вначале на входном участке фосфорный ангидрид переувлажняется и разжижается. При электролизе происходит образование мелких пузырьков, наполненных продуктами электролиза (кислородом и водородом). Пузырьки лопаются с образованием мельчайших брызг фосфорного ангидрида, которые переносятся анализируемым газом на следующие по пути газа витки. Предыдущие витки электродов рабочей части ячейки оголяются от пленки сорбента и перестают участвовать в электролизе.It is known that phosphoric anhydride is carried away by the analyzed gas over time. When moisture is absorbed, phosphoric anhydride is initially wetted and liquefied at the input site. During electrolysis, the formation of small bubbles filled with electrolysis products (oxygen and hydrogen) occurs. Bubbles burst with the formation of minute splashes of phosphoric anhydride, which are transferred by the analyzed gas to the next turns along the gas path. Previous turns of the electrodes of the working part of the cell are exposed from the sorbent film and cease to participate in electrolysis.
Этот фронт активного электролиза движется от начала рабочей части до конца и переходит на контрольную часть ячейки, в которой появляется ток электролиза, что свидетельствует о выходе из строя ячейки. Ячейка требует регенерации. А т.к. количество регенераций ограничено из-за коррозии электродов и стекла, то срок службы ячейки тоже ограничен. Кроме того, перегрузка первых по пути газа витков электродов ограничивает верхний предел измерения влажности.This front of active electrolysis moves from the beginning of the working part to the end and goes to the control part of the cell, in which the electrolysis current appears, which indicates a failure of the cell. Cell requires regeneration. And since the number of regenerations is limited due to corrosion of the electrodes and glass, the cell service life is also limited. In addition, the overload of the first turns of electrodes along the gas path limits the upper limit of moisture measurement.
Сущность изобретения состоит в том, что кулонометрическая ячейка, состоящая из двух частей, рабочей и контрольной, расположенных во внутреннем канале стеклянного корпуса, трех проволочных платиновых или родиевых геликоидальных электродов, один из электродов является общим, а два других электрода расположены между витками общего с зазором между витками, пленки сорбента, покрывающей электроды и внутренний канал корпуса, и выводов, отличается от прототипа тем, что в предлагаемой ячейке поглощенная сорбентом влага более равномерно распределяется по длине рабочей части, благодаря чему отсутствуют большие электролизные перегрузки на входном участке, и повышается верхний предел измерения влаги. Это достигается тем, что зазор между электродами рабочей части ячейки имеет переменную величину и лежит в пределах от 0,8 до 0,1 мм. Максимальную величину зазор имеет в начале рабочей части ячейки, минимальную величину - в конце рабочей части, равномерно или ступенчато снижаясь от максимальной до минимальной.The essence of the invention lies in the fact that the coulometric cell, consisting of two parts, working and control, located in the inner channel of the glass case, three wire platinum or rhodium helicoidal electrodes, one of the electrodes is common, and the other two electrodes are located between the turns of the common with a gap between the turns of the sorbent film covering the electrodes and the inner channel of the housing, and the conclusions, differs from the prototype in that in the proposed cell, the moisture absorbed by the sorbent more evenly distributed is divided along the length of the working part, due to which there are no large electrolysis overloads at the inlet section, and the upper limit of moisture measurement rises. This is achieved by the fact that the gap between the electrodes of the working part of the cell is variable and lies in the range from 0.8 to 0.1 mm. The gap has a maximum value at the beginning of the working part of the cell, a minimum value at the end of the working part, evenly or stepwise decreasing from maximum to minimum.
На фиг.1 схематически изображена кулонометрическая ячейка, в которой величина зазора между электродами рабочей части равномерно снижается от максимальной величины а1 до минимальной аn. Такое устройство кулонометрической ячейки более предпочтительное, т.к. в нем влага более равномерно распределяется по длине рабочего участка. Но оно технологически трудно выполнимо.Figure 1 schematically shows a coulometric cell in which the gap between the electrodes of the working part is uniformly reduced from the maximum value a 1 to the minimum a n . Such a coulometric cell device is more preferable, because in it, moisture is more evenly distributed along the length of the working area. But it is technologically difficult to do.
На фиг.2 схематически изображена кулонометрическая ячейка, в которой величина зазора между электродами рабочей части ступенчато снижается от максимальной величины a1 до минимальной а2. Ступеней может быть две и более. На фиг.2 показаны две ступени и каждая ступень приблизительно равна половине рабочей части. Ступенчатое устройство менее предпочтительное. Но оно технологически более выполнимо.Figure 2 schematically shows a coulometric cell in which the gap between the electrodes of the working part is stepwise reduced from the maximum value a 1 to the minimum a 2 . There can be two or more steps. Figure 2 shows two stages and each stage is approximately equal to half the working part. A stepped device is less preferred. But it is technologically more feasible.
Несоприкасающиеся геликоидально намотанные платиновые или родиевые электроды 1, 2 и 3 размещены на внутренней поверхности толстостенной стеклянной трубки 4 и частично в ней утоплены. Трубка 4 является одновременно и корпусом ячейки. Электрод 1 является общим и навит по геликоидальной линии но всей длине ячейки. Между витками общего электрода по геликоидальным линиям расположены электроды 2 и 3.Non-touching helicoidally wound platinum or
Участок между электродами 1 и 2 составляет рабочую часть ячейки, а участок между электродами 1 и 3 составляет контрольную часть. Слой 5 гигроскопического вещества наносится на внутреннюю часть трубки 4. Выводы 6, 7 и 8 соответственно электродов 1, 2 и 3 выполнены из того же материала, что и электроды, и в виде сферических тел ввариваются к наружной поверхности трубки 4.The section between the
При прохождении газа в направлении стрелки происходит поглощение влаги пленкой гигроскопического вещества. Т.к. зазор между электродами на первых витках рабочего участка больше, чем на последующих, значит, и омическое сопротивление больше с последующим понижением его к концу рабочего участка ячейки. Полный электролиз влаги происходит не на первых витках электрода, как это происходит в известной ячейке, а распределяется по длине рабочего участка.As the gas flows in the direction of the arrow, moisture is absorbed by the film of absorbent material. Because the gap between the electrodes in the first turns of the working section is greater than in the subsequent ones, which means that the ohmic resistance is also greater with its subsequent decrease towards the end of the working section of the cell. Full electrolysis of moisture does not occur at the first turns of the electrode, as occurs in a known cell, but is distributed along the length of the working section.
При правильном подборе зазоров между электродами можно получить достаточно равномерный электролиз влаги по длине рабочего участка.With the correct selection of the gaps between the electrodes, it is possible to obtain a fairly uniform electrolysis of moisture along the length of the working section.
Благодаря этому увеличивается срок службы ячейки и увеличивается верхний предел измерения влаги в газах.Due to this, the cell service life is increased and the upper limit for measuring moisture in gases increases.
При ступенчатом распределении зазора между электродами также можно снизить электролизную нагрузку на электроды и увеличить предел измерения влаги в газах примерно во столько раз, сколько ступеней на рабочем участке ячейки.With a stepwise distribution of the gap between the electrodes, it is also possible to reduce the electrolysis load on the electrodes and increase the limit of measuring moisture in gases by approximately as many times as the steps on the working section of the cell.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003114773/28A RU2228520C1 (en) | 2003-05-19 | 2003-05-19 | Coulometric cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003114773/28A RU2228520C1 (en) | 2003-05-19 | 2003-05-19 | Coulometric cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2228520C1 true RU2228520C1 (en) | 2004-05-10 |
Family
ID=32679649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003114773/28A RU2228520C1 (en) | 2003-05-19 | 2003-05-19 | Coulometric cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2228520C1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498285C1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" | Method of putting coulometric cell into operation |
RU2552398C2 (en) * | 2013-10-01 | 2015-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Hygrometer |
RU2572064C1 (en) * | 2014-08-14 | 2015-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Method of stabilisation of dynamic characteristics of coulometric hygrometers |
RU2587527C1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Hygrometer |
RU2587519C2 (en) * | 2014-08-14 | 2016-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Hygrometer |
RU2589516C1 (en) * | 2015-04-14 | 2016-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Hygrometer |
RU2770137C1 (en) * | 2021-04-08 | 2022-04-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Hygrometer |
RU2788669C1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-01-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Coulometric cell |
-
2003
- 2003-05-19 RU RU2003114773/28A patent/RU2228520C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498285C1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" | Method of putting coulometric cell into operation |
RU2552398C2 (en) * | 2013-10-01 | 2015-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Hygrometer |
RU2572064C1 (en) * | 2014-08-14 | 2015-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Method of stabilisation of dynamic characteristics of coulometric hygrometers |
RU2587519C2 (en) * | 2014-08-14 | 2016-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Hygrometer |
RU2587527C1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Hygrometer |
RU2589516C1 (en) * | 2015-04-14 | 2016-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Hygrometer |
RU2770137C1 (en) * | 2021-04-08 | 2022-04-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Hygrometer |
RU2788669C1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-01-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Coulometric cell |
RU2798329C1 (en) * | 2022-11-18 | 2023-06-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") | Coulometric cell |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5413683A (en) | Oxygen sensing apparatus and method using electrochemical oxygen pumping action to provide reference gas | |
RU2228520C1 (en) | Coulometric cell | |
DE2431677B2 (en) | Gas analyzer | |
JP6058153B2 (en) | Method for operating a solid electrolyte sensor element including a pump cell | |
US10309923B2 (en) | Gas sensor device | |
JPWO2008007706A1 (en) | Gas sensor and nitrogen oxide sensor | |
US2939827A (en) | Electrochemical determination of components in gas mixtures | |
MX2014000921A (en) | Device for measuring the free chloride content of water. | |
US4358423A (en) | Method and apparatus for monitoring and controlling the charging operation of an elongated measuring chamber | |
JP2019215380A5 (en) | ||
US6401522B1 (en) | Gas analyzer and method of calibrating the same | |
CN105388197A (en) | gas concentration detecting device | |
CN109477811B (en) | Chlorine, Oxidation Reduction Potential (ORP) and pH measurement probe | |
US2684938A (en) | Device for measuring the ph | |
US20170115250A1 (en) | Gas sensor | |
RU2498285C1 (en) | Method of putting coulometric cell into operation | |
JP2004294079A (en) | Manufacturing method of gas sensor | |
DE4231256C2 (en) | Electrochemical oxygen sensor with an atmospheric oxygen electrode as a reference electrode | |
DE102014226821A1 (en) | Method and apparatus for operating a gas sensor for analyzing an exhaust gas of an internal combustion engine and gas sensor | |
RU2798330C1 (en) | Hygrometer | |
CN107764885A (en) | The apparatus and method for measuring gas concentration | |
JP3563399B2 (en) | Gas analyzer | |
US10731588B2 (en) | Control apparatus for exhaust gas sensor | |
JP2021047028A (en) | Gas sensor | |
RU2583872C1 (en) | Hygrometer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20060621 |
|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20071218 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180520 |