RU2551881C1 - Barometrically compensated electrochemical measuring gas analyser (versions) - Google Patents

Barometrically compensated electrochemical measuring gas analyser (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2551881C1
RU2551881C1 RU2014151941/93A RU2014151941A RU2551881C1 RU 2551881 C1 RU2551881 C1 RU 2551881C1 RU 2014151941/93 A RU2014151941/93 A RU 2014151941/93A RU 2014151941 A RU2014151941 A RU 2014151941A RU 2551881 C1 RU2551881 C1 RU 2551881C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sleeve
capillary
cathode
housing
chamber
Prior art date
Application number
RU2014151941/93A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Георгиевич Кирющенко
Original Assignee
Морской гидрофизический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Морской гидрофизический институт filed Critical Морской гидрофизический институт
Priority to RU2014151941/93A priority Critical patent/RU2551881C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2551881C1 publication Critical patent/RU2551881C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.SUBSTANCE: invention relates to equipment for measurement of dissolved gas content in liquid and gas media, is intended, essentially, for usage in oceanographic apparatus and may be used in mining, chemical industry, in various technological and ecological systems for measurement and control of dissolved gas content in the medium under study. Essence: according to the first implementation version (Fig. 1) the barometrically compensated electrochemical measuring gas analyser contains a body (1), a sealed chamber (12) that has a capillary (13) and is filled with electrolyte, a cathode (16) and an anode (17) or an anode system which contact the electrolyte and are connected to a registering unit (18) represented by a transducer converting cathode current into an output signal. The cathode (16) is positioned at the capillary (13) output into the ambient environment. The cathode (16) and the capillary (13) are separated from the ambient environment by a round-shaped selectively permeable membrane (6). The membrane (6) is drawn to the gas analyser cathodic surface and is fixed thereon along a closed line by a lid (7) connected to the coupling nut (10). The gas analyser contains a barometric compensator (11) in the form of an elastic element separating the electrolyte in the chamber (12) from the ambient environment. The capillary (13) is designed in a pass element (3). One end of the pass element (3) with a sealing element (2) is installed in the body (1), rigidly or so that to enable movement. The other end of the pass element (3) with a sealing element (4) is passed through a sleeve (5) hole. The sleeve (5) is thread-mounted in the lid (7) which is installed with a sealing element (9) in the coupling nut (10). The coupling nut (10) is thread-mounted on the pass element (3). The membrane (6) edge part is clamped between the lid (7) shoulder and the sleeve (5) butt-end surface. The anode (17) or anode system is positioned in the capillary (13) or in the chamber (12). The chamber (12) is the space formed by the pass element (3) and the body (1). Such space is separated from the ambient environment by the barometric compensator (11) in the form of an elastic wall, for example, a rubber jacket fixed on the body (1) and in the pass element (3). The space formed by the pass element (3), the sleeve (5), the lid (7) and the coupling nut (10) is filled with an electroinsulating liquid (15), for example, oil. Such space, via the thread between the coupling nut (10) and the pass element (3), communicates with the space formed by the barometric compensator (11), the body (1) and the coupling nut (10), is filled with electroinsulating liquid (15) and separated from the ambient environment with an additional barometric compensator (14) in the from of an elastic wall, for example, a rubber jacket fixed on the body (1) and on the coupling nut (10). The second invention version (fig. 2) differs from the first one by the fact that the pass element (3) is installed in the body (1) with a sealing element (2) and so that to enable movement and is passed through the sleeve (5) hole with a sealing element (4). The sleeve (5) has radial holes. The sleeve (5) is installed on the body (1) with one end with a sealing element (6) so that to enable movement; with the other end, it is thread-mounted in the lid (8). The lid (8) is installed with a sealing element (10) in the coupling nut (11) that is thread-mounted on the body (1). The membrane (7) edge part is clamped between the lid (8) shoulder and the sleeve (5) butt-end surface. The anode (18) or the anode system is positioned in the capillary (14) or in the chamber (13). The chamber (13) is the space formed by the pass element (3), the sleeve (5) with its radial holes and the body (1). Such space is separated from the ambient environment by the barometric compensator (12) in the form of an elastic wall sealing the sleeve (5) radial holes for example, a rubber jacket fixed on the sleeve (5). The coupling nut (11) has radial holes positioned near the sleeve (5) radial holes. The space formed by the barometric compensator (12), the sleeve (5), the lid (8), the coupling nut (11) with its radial holes and the body (1) is filled with electroinsulating liquid (16), for example, oil. Such space is separated from the ambient environment by an additional barometric compensator (15) in the from of an elastic wall sealing the coupling nut (11) radial holes and the thread connection between the body (1) and the coupling nut (11), for example, in the from of a rubber jacket filled on the body (1) and the coupling nut (11).EFFECT: ensuring the main metrological characteristics of the device (sensitivity and long-term stability) as well as membrane material saving.

Description

Изобретение относится к технике измерения содержания растворенного газа в жидких и газовых средах, предназначенно в основном для применения в океанографической аппаратуре и может быть использовано в горной, химической промышленности, в разных технологических и экологических системах измерения и контроля содержания растворенного газа в исследуемой среде.The invention relates to techniques for measuring the content of dissolved gas in liquid and gaseous media, intended mainly for use in oceanographic equipment and can be used in mining, chemical industry, in various technological and environmental systems for measuring and monitoring the content of dissolved gas in the medium under study.

В работе [1] приведены и достаточно хорошо систематизированы по хронологии их появления преобразователи растворенного кислорода полярографического типа, последний из которых до сих пор использовался в глубоководных гидрофизических исследованиях в Морском гидрофизическом институте НАН Украины. Базируется это техническое решение на изобретении [2]. Этот электрохимический газоанализатор содержит корпус с камерой, заполненной электролитом, анод, или анодную систему, расположенные в камере с электролитом, катод, расположенный на торце стойки, объединенной с корпусом, и имеющий контакт с электролитом газоанализатора с помощью подводного канала, расположенного внутри стойки. При этом катод и подводной канал отделены от внешней среды селективно-проницаемой мембраной в форме круга, прижатой к стойке двухслойной крышкой с помощью накидной гайки. Внутренний слой крышки образован набухающей в воде пластмассой.Polarographic transformers of dissolved oxygen are presented and fairly well systematized in chronology of their appearance, the last of which has been used so far in deep-sea hydrophysical studies at the Marine Hydrophysical Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine. This technical solution is based on the invention [2]. This electrochemical gas analyzer contains a housing with a chamber filled with an electrolyte, an anode, or an anode system located in the chamber with an electrolyte, a cathode located at the end of the rack combined with the housing, and having contact with the gas analyzer electrolyte using an underwater channel located inside the rack. In this case, the cathode and the underwater channel are separated from the external environment by a selectively permeable membrane in the form of a circle, pressed against the rack by a two-layer cover using a union nut. The inner layer of the lid is formed by water-swellable plastic.

Сходными существенными признаками этого аналога [2] и заявленного технического решения являются: анод и катод; заполненные электролитом камера с подводящим каналом; селективно-проницаемая мембрана, которая прижата к катоду и подводному каналу крышкой (колпачком); накидная гайка, с помощью которой прижимают крышку; регистратор.Similar essential features of this analogue [2] and the claimed technical solution are: anode and cathode; an electrolyte-filled chamber with a feed channel; a selectively permeable membrane, which is pressed against the cathode and the underwater channel by a cap (cap); union nut with which the cover is pressed; registrar.

Датчик работает по принципу внутренней поляризации, то есть требуемый для восстановления молекул кислорода потенциал придается катоду при помощи анода, находящегося внутри электролитической камеры. Молекулы кислорода из исследуемой среды проникают через селективно-проницаемую мембрану и восстанавливаются на катоде до ионов ОН-, которые, являясь носителями электрического тока, движутся под воздействием разности потенциалов между анодом и катодом по капилляру в электолитическую камеру. Таким образом, подводной канал, обладающий малым поперечным сечением, определенной длиной, и заполненный заряженными частицами, количество которых зависит от проникающих через селективно-проницаемую мембрану молекул кислорода, является вместе с катодом чувствительным элементом, сопротивление которого зависит от количества в исследуемой среде растворенного кислорода. Такое возможно лишь при очень малом сечении подводящего канала, поэтому в некоторых технических решениях он выполнен в виде слоя или капилляра, что, в принципе, одно и то же [3].The sensor works according to the principle of internal polarization, that is, the potential required for the restoration of oxygen molecules is given to the cathode using an anode inside the electrolytic chamber. Oxygen molecules from the test medium penetrate through a selectively permeable membrane and are reduced at the cathode to OH - ions, which, being carriers of electric current, move under the influence of potential difference between the anode and cathode through the capillary into the electrolytic chamber. Thus, an underwater channel with a small cross section, a certain length, and filled with charged particles, the amount of which depends on the oxygen molecules penetrating through the selectively permeable membrane, is, together with the cathode, a sensitive element, the resistance of which depends on the amount of dissolved oxygen in the test medium. This is possible only with a very small cross section of the supply channel, therefore, in some technical solutions it is made in the form of a layer or capillary, which, in principle, is the same [3].

Для того, чтобы исключить влияние сопротивления камеры с электролитом, электрически включенной последовательно с капилляром, современные электрохимические устройства строят по методу "фиксации напряжения" [4], согласно которому вместо одного электрода, поляризующего катод (то есть одного •анода), применяют систему электродов - электрод для инжекции тока и эталонный электрод для поддержания напряжения в растворе вблизи рабочего электрода. Такая электродная система представляет собой анодную систему в применении, например, к измерительному каналу концентрации растворенного кислорода полярографического типа, например, описанного в [3].In order to eliminate the influence of the resistance of the chamber with an electrolyte electrically connected in series with the capillary, modern electrochemical devices are constructed according to the “voltage fixation” method [4], according to which instead of one electrode polarizing the cathode (that is, one • anode), an electrode system is used - an electrode for current injection and a reference electrode for maintaining voltage in the solution near the working electrode. Such an electrode system is an anodic system as applied, for example, to a measuring channel of the concentration of dissolved oxygen of the polarographic type, for example, described in [3].

Однако приведенный газоанализатор имеет утечку исследуемой среды под мембрану из-за её боковых складок, сформированных при надевании колпачка. Как бы туго ни была притянута мембрана к катоду, такая конструкция не обеспечит надежной герметизации капилляра с электролитом из-за отсутствия средства уплотнения. Для глубоководных исследований такой газоанализатор ненадежен, так как исследуемая среда будет со временем проникать к катоду. При исследовании гидрохимических параметров моря характеристики газоанализатора будут искажаться из-за смешивания под мембранной жидкостей: внешней среды и собственного электролита газоанализатора. Это снижает его чувствительность. А при исследовании среды в Черном море катод будет быстро окисляться из-за наличия растворенного сероводорода в глубоководной зоне. При появлении и изменении сторонних потенциалов, окружающих газоанализатор, электрическое смещение, попадающее на анод, будет приводить к смещению характеристики, т.е. к аддитивной погрешности газоанализатора.However, the above gas analyzer has a leak of the test medium under the membrane due to its lateral folds formed when putting on the cap. No matter how tight the membrane is drawn to the cathode, such a design will not provide reliable sealing of the capillary with electrolyte due to the lack of sealing means. For deep-sea studies, such a gas analyzer is unreliable, since the medium under investigation will penetrate to the cathode over time. In the study of the hydrochemical parameters of the sea, the characteristics of the gas analyzer will be distorted due to the mixing of liquids under the membrane: the external environment and the gas analyzer's own electrolyte. This reduces its sensitivity. And when studying the environment in the Black Sea, the cathode will quickly oxidize due to the presence of dissolved hydrogen sulfide in the deep water zone. When the third-party potentials surrounding the gas analyzer appear and change, the electric displacement incident on the anode will lead to a displacement of the characteristic, i.e. to the additive error of the gas analyzer.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является электрохимический газоанализатор [1, с. 477]. Это техническое решение выбрано в качестве прототипа для каждого из изобретений, входящих в заявленную группу. Прототип содержит корпус, изготовленный из компаунда, камеру, представляющую собой пространство внутри корпуса, заполненное электролитом, вклеенный в стойку корпуса катод, не вклеенная поверхность которого имеет контакт с электролитом газоанализатора с помощью капилляра. Внутри камеры с электролитом расположен анод, при этом катод и капилляр отделены от внешней среды селективно-проницаемой мембраной в форме круга, закрепленной на стойке и зафиксированной на прикатодной поверхности газоанализатора по замкнутой линии крышкой в виде колпачка с осевым отверстием в дне. Крышка притянута вместе с мембраной к катоду и капилляру накидной гайкой. Устройство содержит барокомпенсатор, выполненный в виде резинового колпачка, отделяющего камеру с электролитом от внешней среды. Катод и анод через герметичный соединитель подключены к регистратору. Корпус закреплен на хвостовике, посредством которого газоанализатор устанавливается в прибор.The closest to the invention in terms of essential features is an electrochemical gas analyzer [1, p. 477]. This technical solution is selected as a prototype for each of the inventions included in the claimed group. The prototype contains a housing made of a compound, a chamber representing a space inside the housing filled with an electrolyte, a cathode glued into the housing rack, the non-glued surface of which has contact with the gas analyzer electrolyte using a capillary. An anode is located inside the chamber with the electrolyte, while the cathode and capillary are separated from the external environment by a circle-shaped selectively permeable membrane mounted on a column and fixed to the cathode surface of the gas analyzer in a closed line with a cap in the form of a cap with an axial hole in the bottom. The cover is pulled together with the membrane to the cathode and capillary with a union nut. The device comprises a bar compensator made in the form of a rubber cap separating the chamber with the electrolyte from the external environment. The cathode and anode are connected through a sealed connector to the recorder. The housing is mounted on a shank, through which the gas analyzer is installed in the device.

Сходными существенными признаками для прототипа и заявленных вариантов изобретения являются: корпус, герметичная камера, которая имеет капилляр и заполнена электролитом, катод и анод, или анодная система, контактирующие с электролитом и подключенные к регистратору в виде преобразователя катодного тока в выходной сигнал, при этом катод расположен на выходе капилляра на поверхность газоанализатора, катод и капилляр отделены от внешней среды селективно-проницаемой мембраной в форме круга, которая притянута к прикатодной поверхности газоанализатора и зафиксирована на ней по замкнутой линии крышкой, соединенной с накидной гайкой, барокомпенсатор в виде эластичного элемента, отделяющего электролит в камере от внешней среды.Similar essential features for the prototype and the claimed variants of the invention are: a housing, a sealed chamber that has a capillary and is filled with electrolyte, a cathode and anode, or an anode system in contact with the electrolyte and connected to the recorder in the form of a cathode current to output signal converter, while the cathode located at the exit of the capillary to the surface of the gas analyzer, the cathode and capillary are separated from the external environment by a selectively permeable membrane in the form of a circle, which is drawn to the cathode surface of the gas analyzer and fixed thereon by a closed line cover coupled with cap nut, barokompensator as an elastic member that separates the electrolyte in the cell from the external environment.

В прототипе мембрана, прилегающая к катоду и находящаяся между внутренней поверхностью крышки и стойкой корпуса, имеет достаточно большой диаметр, облегая боковую поверхность стойки корпуса, что приводит к образованию складок мембраны. В базовом техническом решении [2] складки мембраны создают утолщение на боковой поверхности стойки. Крышка захватывает это утолщение, в результате чего происходит натяжение мембраны на торец стойки, где вклеен катод. Это обеспечивает плотное прижатие мембраны к катоду. Принцип действия прототипа такой же, как описан выше у аналога [2]. Барокомпенсатор из-за своей эластичности уравнивает давление в камере с давлением внешней среды, предотвращая разрыв мембраны на больших глубинах.In the prototype, the membrane adjacent to the cathode and located between the inner surface of the lid and the rack of the housing has a sufficiently large diameter, encircling the side surface of the rack of the housing, which leads to the formation of folds of the membrane. In the basic technical solution [2] the folds of the membrane create a thickening on the side surface of the rack. The lid captures this thickening, as a result of which the membrane is tensioned on the end of the rack, where the cathode is glued. This ensures a tight pressing of the membrane to the cathode. The principle of operation of the prototype is the same as described above for the analogue [2]. The bar compensator, due to its elasticity, equalizes the pressure in the chamber with the pressure of the external environment, preventing the membrane from rupturing at great depths.

Несмотря на то, что прототип показал высокие метрологические характеристики, его временная стабильность низкая, так как требует переградуировки и даже перезаправки его в процессе эксплуатации. Заложенное в конструкции газоанализатора наличие складок под крышкой для захвата мембраны и ее натяжения на катод при закручивании накидной гайки не может обеспечить герметичность камеры с электролитом. В результате электролит либо выливается через складки мембраны, образуя пузырь воздуха в камере, либо смешивается с исследуемой средой, изменяя технические характеристики газоанализатора вплоть до изменения химической структуры катода. Процесс деградации медленный, однако, исключена возможность автоматизации процесса измерений - необходим обслуживающий специалист, что является недостатком в условиях экспедиции. Газоанализатор необходимо перезаправлять, менять вышедшую из строя пленку-мембрану, а при почернении катода - зачищать его. Наличие утечек под мембрану через ее складки хорошо выявляется проверкой герметичности газоанализатора электронным методом, как это принято, например, в медицинской практике при изготовлении резиновых изделий. Таким образом, прототипу присущ недостаток других аналогов - наличие утечек под мембрану, что снижает его чувствительность и стабильность.Despite the fact that the prototype showed high metrological characteristics, its temporary stability is low, as it requires re-grading and even refueling it during operation. The presence of folds under the lid in the design of the gas analyzer for gripping the membrane and its tension on the cathode when tightening the union nut cannot ensure the tightness of the chamber with the electrolyte. As a result, the electrolyte either pours out through the folds of the membrane, forming an air bubble in the chamber, or mixes with the test medium, changing the technical characteristics of the gas analyzer up to a change in the chemical structure of the cathode. The degradation process is slow, however, the possibility of automating the measurement process is excluded - a service specialist is needed, which is a disadvantage in the conditions of the expedition. The gas analyzer must be refilled, the failed membrane film must be replaced, and if the cathode is blackened, it must be cleaned. The presence of leaks under the membrane through its folds is well detected by checking the tightness of the gas analyzer by the electronic method, as is customary, for example, in medical practice in the manufacture of rubber products. Thus, the prototype has the disadvantage of other analogues - the presence of leaks under the membrane, which reduces its sensitivity and stability.

В основу изобретения поставлена задача создания электрохимического газоанализатора, совокупностью существенных признаков которого достигается новое техническое свойство - исключение утечек под мембрану, что обусловливает общий технический результат заявленных вариантов изобретения - обеспечение основных метрологических характеристик устройства - чувствительность и долговременная стабильность. Дополнительным техническим результатом заявленных вариантов устройства является экономия материала мембраны.The basis of the invention is the task of creating an electrochemical gas analyzer, the combination of essential features of which achieves a new technical property - the exclusion of leaks under the membrane, which determines the overall technical result of the claimed variants of the invention - ensuring the basic metrological characteristics of the device - sensitivity and long-term stability. An additional technical result of the claimed device variants is the saving of membrane material.

Поставленная задача решается тем, что согласно первому варианту изобретения в барокомпенсированном электрохимическом измерительном газоанализаторе, содержащем корпус, герметичную камеру, которая имеет капилляр и заполнена электролитом, катод и анод, или анодную систему, контактирующие с электролитом и подключенные к регистратору в виде преобразователя катодного тока в выходной сигнал, при этом катод расположен на выходе капилляра на поверхность газоанализатора, катод и капилляр отделены от внешней среды селективно-проницаемой мембраной в форме круга, которая притянута к прикатодной поверхности газоанализатора и зафиксирована на ней по замкнутой линии крышкой, соединенной с накидной гайкой, барокомпенсатор в виде эластичного элемента, отделяющего электролит в камере от внешней среды, новым является то, что капилляр выполнен в проходном элементе, один конец которого с уплотнением жестко или с возможностью перемещения установлен в корпусе, а другой конец - с уплотнением пропущен через отверстие втулки, которая по резьбе установлена в крышке, установленной с уплотнением в накидной гайке, которая по резьбе установлена на проходном элементе, краевая часть мембраны зажата между заплечиком крышки и торцевой поверхностью втулки, анод или анодная система расположены в капилляре или в камере, камерой является пространство, образованное проходным элементом и корпусом и отделенное от внешней среды барокомпенсатором в виде эластичной стенки, например резинового чулка, закрепленного на корпусе и проходном элементе пространство, образованное проходным элементом, втулкой, крышкой и накидной гайкой, заполнено электроизолирующей жидкостью, например маслом, и по резьбе накидная гайка - проходной элемент сообщается с пространством, которое образовано барокомпенсатором, корпусом и накидной гайкой, также заполнено электроизолирующей жидкостью и отделено от внешней среды дополнительным барокомпенсатором в виде эластичной стенки, например, резинового чулка, закрепленного на корпусе и накидной гайке.The problem is solved in that according to the first embodiment of the invention, in a barocompensated electrochemical measuring gas analyzer containing a housing, a sealed chamber that has a capillary and is filled with electrolyte, a cathode and anode, or an anode system in contact with the electrolyte and connected to the recorder in the form of a cathode current to an output signal, while the cathode is located at the exit of the capillary to the surface of the gas analyzer, the cathode and capillary are separated from the external environment by a selectively permeable membrane An annular shape, which is drawn to the cathode surface of the gas analyzer and fixed on it in a closed line by a cover connected to a union nut, the bar compensator in the form of an elastic element separating the electrolyte in the chamber from the external environment, new is that the capillary is made in the passage element, one end of which with a seal is rigidly or movably mounted in the housing, and the other end with a seal is passed through the hole of the sleeve, which is threadedly installed in the cover installed with the seal in the union nut, which is threadedly mounted on the passage element, the edge of the membrane is sandwiched between the shoulder of the cover and the end surface of the sleeve, the anode or anode system is located in the capillary or in the chamber, the chamber is the space formed by the passage element and the housing and separated from the external environment barocompensator in the form of an elastic wall, for example a rubber stocking, mounted on the housing and the passage element, the space formed by the passage element, sleeve, cover and cap nut is filled an electrically insulating liquid, for example, oil, and a union nut - the passage element is connected with the space, which is formed by a bar compensator, a housing and a union nut, is also filled with an electrically insulating liquid and separated from the external environment by an additional bar compensator in the form of an elastic wall, for example, a rubber stocking fixed to housing and union nut.

Второй вариант изобретения отличается от первого тем, что капилляр выполнен в проходном элементе, который с уплотнением и с возможностью перемещения установлен в корпусе и с уплртнением пропущен через отверстие втулки, которая имеет радиальные отверстия, одним концом с уплотнением установлена с возможностью перемещения в корпусе, а другим концом по резьбе установлена в крышке, установленной с уплотнением в накидной гайке, которая по резьбе установлена на корпусе, краевая часть мембраны зажата между заплечиком крышки и торцевой поверхностью втулки, анод или анодная система расположены в капилляре или в камере, камерой является пространство, образованное проходным элементом, втулкой с ее радиальными отверстиями и корпусом, камера отделена от внешней среды барокомпенсатором в виде эластичной стенки, герметизирующей радиальные отверстия втулки, например, в виде резинового чулка, закрепленного на втулке, накидная гайка имеет радиальные отверстия, расположенные вблизи радиальных отверстий втулки, пространство, образованное барокомпенсатором, втулкой, крышкой, накидной гайкой с ее радиальными отверстиями и корпусом, заполнено электроизолирующей жидкостью, например маслом, и отделено от внешней среды дополнительным барокомпенсатором в виде эластичной стенки, герметизирующей радиальные отверстия накидной гайки и резьбовое соединение корпус - накидная гайка, например, в виде резинового чулка, закрепленного на корпусе и накидной гайке.The second embodiment of the invention differs from the first in that the capillary is made in a passage element, which is sealed and movably mounted in the housing and sealed through a bore of the sleeve, which has radial openings, with one seal mounted to move in the housing, and the other end is threaded in a cover installed with a seal in a union nut, which is threaded on a body, the edge of the membrane is sandwiched between the shoulder of the cover and the end surface The sleeve, the anode or anode system are located in the capillary or in the chamber, the chamber is the space formed by the passage element, the sleeve with its radial holes and the housing, the camera is separated from the external environment by a bar compensator in the form of an elastic wall that seals the radial holes of the sleeve, for example, in the form rubber stocking mounted on the sleeve, the union nut has radial holes located near the radial holes of the sleeve, the space formed by the pressure compensator, sleeve, cover, cap g the nut with its radial openings and the casing is filled with an electrically insulating liquid, such as oil, and separated from the external environment by an additional pressure compensator in the form of an elastic wall that seals the radial openings of the union nut and the threaded connection of the housing - the union nut, for example, in the form of a rubber stocking mounted on the housing and union nut.

Отличия заявленного устройства относятся к особенностям захвата краевой части мембраны и особенностям герметизации других элементов устройства, что устраняет утечки через мембрану и другие уплотнения. Захват и постановку мембраны осуществляют путем прижатия ее краевой части к плоской поверхности крышки, ее уступу (заплечику), с помощью торцевой поверхности цилиндра-втулки. Мембрана, в отличие от прототипа, закреплена и уплотнена в свободном расправленном состоянии. Таким образом исключено образование складок мембраны при ее постановке. При достаточной эластичности мембрана сама является уплотнительным элементом, "выбирая" шероховатость торца цилиндра и заплечика крышки. При необходимости для обеспечения надежного уплотнения мембраны между торцом втулки и заплечиком крышки могут быть установлены уплотнительные кольца.The differences of the claimed device relate to the features of the capture of the edge of the membrane and the features of sealing other elements of the device, which eliminates leaks through the membrane and other seals. The capture and setting of the membrane is carried out by pressing its edge part to the flat surface of the cover, its ledge (shoulder), using the end surface of the cylinder sleeve. The membrane, unlike the prototype, is fixed and sealed in a free, straightened state. Thus, the formation of folds of the membrane during its formulation is excluded. With sufficient elasticity, the membrane itself is a sealing element, "choosing" the roughness of the cylinder end and the shoulder of the cap. If necessary, to ensure reliable sealing of the membrane between the end of the sleeve and the shoulder of the cover can be installed o-rings.

Для улучшения герметизации устройства приняты дополнительные меры, исключающие электрические утечки через его соединения (уплотнение мембраны и другие уплотнения): во-первых, элементами устройства образована полость, которая заполнена электроизоляционным маслом, усиливающим герметизацию соединений; во-вторых, введен дополнительный барокомпенсатор.To improve the sealing of the device, additional measures were taken to exclude electrical leaks through its connections (membrane seal and other seals): firstly, a cavity is formed by the elements of the device, which is filled with electrical insulating oil, which enhances the sealing of the joints; secondly, an additional bar compensator is introduced.

Введение втулки, которая уплотняет мембрану и при этом взаимодействует по резьбе с крышкой, позволило исключить ненормированный захват мембраны, позволило надежно удержать ее во время натягивания на чувствительный элемент и не допустить образования складок.The introduction of the sleeve, which seals the membrane and at the same time interacts with the cap on the thread, made it possible to exclude abnormal grip of the membrane, made it possible to reliably hold it during pulling on the sensitive element and prevent wrinkles.

Особенности выполнения крышки и чувствительного элемента (в виде проходного элемента), а также особенности соединения этих деталей позволяют нормировать величину натяжения мембраны путем подбора высоты заплечика крышки относительно ее дна, что улучшает технологичность газоанализатора. Установка второго барокомпенсатора и наличие электроизоляционной жидкости (масла) между барокомпенсаторами позволило долговременно сохранить качество электролита между мембраной и катодом и отсечь электрические утечки.Features of the cover and the sensitive element (in the form of a passage element), as well as the features of the connection of these parts allow normalizing the membrane tension by selecting the height of the shoulder of the cover relative to its bottom, which improves the manufacturability of the gas analyzer. The installation of a second baro-compensator and the presence of an insulating liquid (oil) between the baro-compensators made it possible to maintain the electrolyte quality between the membrane and the cathode for a long time and to cut off electrical leaks.

Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей, на которых изображено: фиг. 1 - первый вариант устройства; фиг. 2 - второй вариант.The invention is illustrated using the drawings, which depict: FIG. 1 - the first version of the device; FIG. 2 - the second option.

В основе работы заявленного электрохимического газоанализатора лежит известный принцип действия преобразователей полярографического типа, в том числе и прототипа. Работа устройства поясняется с приведением технологии его сборки.The work of the claimed electrochemical gas analyzer is based on the well-known principle of the polarographic type converters, including the prototype. The operation of the device is explained with the reduction of its assembly technology.

В первом варианте исполнения (фиг. 1) газоанализатор содержит корпус 1, в котором с герметизацией жестко (например, на компаунде) или подвижно (например, как показано на фиг. 1 - с применением уплотнительного кольца 2) установлен цилиндрический проходной элемент 3. Проходной элемент с герметизацией, посредством уплотнительного кольца 4, пропущен в отверстие втулки 5 (полого цилиндра). Селективно-проницаемая мембрана 6 имеет форму круга, краевая часть которого лежит на торцевой поверхности втулки 5. Мембрана 6 притянута к рабочей поверхности проходного элемента 3 и зафиксирована на этой поверхности по кругу за счет того, что втулка 5 по резьбе вставлена в полость цилиндрической крышки 7, которая выполнена с заплечиком 8 (уступом), в который поджимается торец втулки 5. Крышка 7 с герметизацией, посредством уплотнительного кольца 9, вставлена в полость накидной гайки 10, которая по резьбе закреплена на проходном элементе 3.In the first embodiment (Fig. 1), the gas analyzer comprises a housing 1, in which a cylindrical passage element 3 is installed through passage rigidly (for example, on the compound) or movably (for example, as shown in Fig. 1 - using the sealing ring 2) the element with sealing, through the sealing ring 4, is passed into the hole of the sleeve 5 (hollow cylinder). The selectively permeable membrane 6 has the shape of a circle, the edge of which lies on the end surface of the sleeve 5. The membrane 6 is drawn to the working surface of the passage element 3 and is fixed on this surface in a circle due to the fact that the sleeve 5 is threadedly inserted into the cavity of the cylindrical cover 7 , which is made with a shoulder 8 (ledge) into which the end face of the sleeve 5 is pressed. The cover 7 with sealing, by means of the sealing ring 9, is inserted into the cavity of the union nut 10, which is screwed to the passage 3.

Устройство содержит первый барокомпенсатор 11 в виде эластичной стенки, которая отделяет и герметизирует от внешней среды электролитическую камеру 12 - пространство, которое образовано корпусом 1 и проходным элементом 3 и заполнено электролитом. Барокомпенсатор 11 может быть выполнен, например, в виде резинового чулка, закрепленного на корпусе 1 и проходном элементе 3. Проходной элемент 3 выполнен с каналом - капилляром 14. Устройство содержит второй барокомпенсатор 15 в виде эластичной стенки, отделяющей и герметизирющей от внешней среды пространство, которое образуют первый барокомпенсатор 12, втулка 5, крышка 8, накидная гайка 11 и корпус 1. Второй барокомпенсатор 15 также может быть выполнен в виде резинового чулка - он закрепляется на корпусе 1 и накидной гайке 11, перекрывая и герметизируя радиальные отверстия гайки 11 и резьбовое соединение корпус 1 - накидная гайка 11. Пространство, созданное первым барокомпенсатором 12, втулкой 5, крышкой 8, накидной гайкой 11 (включая пространство ее сквозных отверстий) и корпусом 1, заполнено электроизолирующей жидкостью 16, например, маслом, и по резьбовому соединению "корпус 1 - накидная гайка 11" сообщается с пространством, которое дополнительно образовано корпусом 1 и накидной гайкой 11. Это пространство также заполнено электроизолирующей жидкостью 16 и ограничено от внешней среды вторым барокомпенсатором 15.The device comprises a first pressure compensator 11 in the form of an elastic wall that separates and seals the electrolytic chamber 12 from the external environment — a space that is formed by the housing 1 and the passage 3 and filled with electrolyte. The bar compensator 11 can be made, for example, in the form of a rubber stocking, mounted on the housing 1 and the passage element 3. The passage element 3 is made with a channel - capillary 14. The device contains a second bar compensator 15 in the form of an elastic wall that separates and seals the space from the external environment, which form the first pressure compensator 12, sleeve 5, cover 8, union nut 11 and housing 1. The second pressure compensation 15 can also be made in the form of a rubber stocking - it is fixed to the housing 1 and the union nut 11, blocking and sealing The radial holes of the nut 11 and the threaded connection of the housing 1 - the union nut 11. The space created by the first pressure compensator 12, the sleeve 5, the cover 8, the union nut 11 (including the space of its through holes) and the housing 1 is filled with an electrically insulating liquid 16, for example, oil , and through the threaded connection "housing 1 - union nut 11" communicates with the space, which is additionally formed by the housing 1 and the union nut 11. This space is also filled with an electrically insulating fluid 16 and is limited from the environment by the second bar compensator 15.

Катод 17 установлен в проходном элементе 3 на выходе капилляра 14 во внешнюю среду. Устройство может содержать один анод 18 или анодную систему. Анод или аноды могут быть расположены в капилляре 14, или в качестве анода может быть использован заземленный корпус 1, как, например, в [6].The cathode 17 is installed in the passage element 3 at the outlet of the capillary 14 in the external environment. The device may comprise a single anode 18 or anode system. The anode or anodes can be located in the capillary 14, or a grounded housing 1 can be used as an anode, as, for example, in [6].

Анод 18 (или система анодов) и катод 17 подключены к регистратору 19 в виде преобразователя катодного тока в выходной сигнал.The anode 18 (or anode system) and the cathode 17 are connected to the registrar 19 in the form of a cathode current to output signal converter.

По сравнению с первым (фиг. 1), второй вариант изобретения (фиг. 2) технологичнее: при сборке не требует средства для закручивания втулки 5 - например, пазы для выкрутки при сборке устройства могут скалываться, оставляя опасную опилку на мембране.Compared with the first (Fig. 1), the second embodiment of the invention (Fig. 2) is more technologically advanced: during assembly it does not require a means to twist the sleeve 5 - for example, the grooves for twisting during assembly of the device can be chipped, leaving dangerous sawdust on the membrane.

Собирают устройство следующим образом. Устанавливают проходной элемент 3 в корпус 1 так, чтобы между ними образовалось пространство. Перекрывают это пространство первым барокомпенсатором 11 и заполняют камеру 12 с капилляром 13 электролитом. На заплечики 8 внутрь крышки 7 кладут мембрану 6 и краевую ее часть захватывают с помощью торцевой поверхности втулки 5, вращая втулку по резьбе и зажимая мембрану. Помещают собранные элементы конструкции в технологическую емкость с электролитом и надевают крышку 7 с натянутой на поверхность проходного элемента 3 мембраной 6 до контакта с уплотнением 4, установленным между втулкой 5 и проходным элементом 3. Лишний электролит автоматически выльется. Надевают на крышку 7 накидную гайку 10, внутренняя поверхность которой уплотнена с внешней поверхностью крышки 7 с помощью уплотнения 9, и притягивают крышку 7 с мембранной 6 к катоду 16, накручивая гайку 10 на резьбу проходного элемента 3. Во время этой операции происходит нормированное растягивание мембраны 6 катодом 16 до фиксации мембраны по кругу на прикатодной поверхности газоанализатора ребром крышки 7, которое образовано осевым отверстием в ее дне. После этого газоанализатор сушат.Assemble the device as follows. The passage element 3 is installed in the housing 1 so that a space is formed between them. Overlap this space with the first pressure compensator 11 and fill the chamber 12 with the capillary 13 with electrolyte. On the shoulders 8 inside the cover 7 put the membrane 6 and its edge part is captured using the end surface of the sleeve 5, rotating the sleeve along the thread and clamping the membrane. Place the assembled structural elements in a technological container with electrolyte and put on the cover 7 with the membrane 6 stretched over the surface of the passage element 3 until contact with the seal 4 installed between the sleeve 5 and the passage element 3. Excess electrolyte will automatically pour out. A cap nut 10 is put on the cover 7, the inner surface of which is sealed with the outer surface of the cover 7 by means of a seal 9, and the cover 7 with the membrane 6 is pulled to the cathode 16, turning the nut 10 on the thread of the passage element 3. During this operation, the membrane is normalized to stretch. 6 by the cathode 16 until the membrane is fixed in a circle on the cathode surface of the gas analyzer by the edge of the lid 7, which is formed by an axial hole in its bottom. After that, the gas analyzer is dried.

Затем устанавливают второй барокомпенсатор 14, для чего устройство погружают в масло. Барокомпенсатор 14 может быть выполнен в виде эластичного чулка, забандажированного на гайке 10 и корпусе 1, или, как в [5] - в виде полого цилиндра с маслом, в котором установлен через уплотнение подвижного контакта сам газоанализатор с возможностью осевого перемещения в полости цилиндра.Then install the second pressure compensator 14, for which the device is immersed in oil. The bar compensator 14 can be made in the form of an elastic stocking, bandaged on the nut 10 and the housing 1, or, as in [5], in the form of a hollow cylinder with oil, in which the gas analyzer itself is mounted through the seal of the movable contact with axial movement in the cylinder cavity.

Выводы от катода 16 и анода 17 через электроизоляционное тело проходного элемента 3 и корпуса 1 подключены ко входу регистратора 18.The conclusions from the cathode 16 and the anode 17 through the insulating body of the passage element 3 and the housing 1 are connected to the input of the recorder 18.

Самыми изнашиваемыми звеньями в прототипе являются стойка (подвергаемая неоднократной деформации при замене и фиксации на ней мембраны - ребро крышки со временем оставляет следы на прикатодной поверхности, которую необходимо обрабатывать вместе с катодом) и анод, деградирующий из-за протекаемого на нем электрохимического процесса [3]. Поэтому с целью технологичности изготовления и эксплуатации в предлагаемом газоанализаторе стойка заменена проходным элементом 3, который не имеет утолщения с резьбой и установлен в корпус газоанализатора через радиальное уплотнение, что позволяет не только сделать его съемным и легко заменяемым, но и уменьшить габариты. При этом инжектором тока, поляризующего катод, является сам корпус газоанализатора, выполненный из проводящего материала, например, как в устройстве [6].The most wearing parts in the prototype are the stand (subjected to repeated deformation when replacing and fixing the membrane on it - the edge of the lid leaves traces over time on the cathode surface, which must be processed together with the cathode) and the anode degrading due to the electrochemical process occurring on it [3 ]. Therefore, for the purpose of manufacturability and operation in the proposed gas analyzer, the rack is replaced by a passage element 3, which does not have a thickening with a thread and is installed in the gas analyzer body through a radial seal, which allows not only to make it removable and easily replaceable, but also to reduce dimensions. In this case, the injector of the current polarizing the cathode is the gas analyzer body itself, made of conductive material, for example, as in the device [6].

Схема регистратора 18 с применением трехэлектродной системы может быть, например, как в устройстве [6]. Подобное решение существует в работе [6], но отличается от него тем, что капилляр, подводящий электролит к катоду, расположен внутри проходного элемента. Это техническое решение позволяет сохранить одно из преимуществ прототипа по сравнению с [6] - конструктивное постоянство чувствительной зоны, представление о которой изложено в [3].The circuit of the recorder 18 using a three-electrode system can be, for example, as in the device [6]. A similar solution exists in [6], but differs from it in that the capillary supplying the electrolyte to the cathode is located inside the passage element. This technical solution allows you to save one of the advantages of the prototype compared to [6] - the constructive constancy of the sensitive zone, which is described in [3].

Во втором варианте исполнения (фиг. 2) газоанализатор содержит корпус 1, в котором с герметизацией подвижно (например, как показано на фиг. 2 - с применением уплотнительного кольца 2) установлен цилиндрический проходной элемент 3. Проходной элемент 3 с герметизацией, посредством уплотнительного кольца 4, пропущен в отверстие втулки 5 (полого цилиндра). Втулка 5 выполнена с радиальными сквозными отверстиями. Она подвижно и с герметизацией (например, как показано на фиг. 2 - с применением уплотнительного кольца 6) закреплена на корпусе 1. Селективно-проницаемая мембрана 7 имеет форму круга, краевая часть которого лежит на торцевой поверхности втулки 5. Мембрана 7 притянута к рабочей поверхности проходного элемента 3 и зафиксирована на этой поверхности по кругу за счет того, что втулка 5 по резьбе вставлена в полость цилиндрической крышки 8, которая выполнена с заплечиком 9 (уступом), в который поджимается торец втулки 5. Крышка 8 с герметизацией, посредством уплотнительного кольца 10, вставлена в полость накидной гайки 11, которая по резьбе закреплена на проходном элементе 3. Накидная гайка 11 выполнена со сквозными радиальными отверстиями.In the second embodiment (Fig. 2), the gas analyzer comprises a housing 1, in which a cylindrical passage element 3 is installed movably with sealing (for example, as shown in Fig. 2 using an o-ring 2). The passage element 3 is sealed with an o-ring 4, passed into the hole of the sleeve 5 (hollow cylinder). The sleeve 5 is made with radial through holes. It is movable and sealed (for example, as shown in Fig. 2 — using an o-ring 6) mounted on the housing 1. The selectively permeable membrane 7 has the shape of a circle, the edge of which lies on the end surface of the sleeve 5. The membrane 7 is pulled to the working the surface of the passage element 3 and is fixed on this surface in a circle due to the fact that the sleeve 5 is threaded inserted into the cavity of the cylindrical cover 8, which is made with a shoulder 9 (ledge), into which the end face of the sleeve 5 is pressed. Cover 8 with sealing, through The twist of the sealing ring 10 is inserted into the cavity of the union nut 11, which is threadedly fixed to the passage element 3. The union nut 11 is made with through radial holes.

Устройство содержит первый барокомпенсатор 12 в виде эластичной стенки, которая отделяет и герметизирует от внешней среды электролитическую камеру 13 - пространство, которое образовано корпусом 1, проходным элементом 3 и втулкой 5 (включая пространство ее сквозных отверстий) и заполнено электролитом. Барокомпенсатор 12 перекрывает камеру 13 от внешней среды и может быть выполнен, например, в виде резинового чулка, закрепленного на втулке 5 в месте расположения ее отверстий. Проходной элемент 3 выполнен с каналом - капилляром 14. Устройство содержит второй барокомпенсатор 15 в виде эластичной стенки, отделяющей и герметизирющей от внешней среды пространство, которое образуют первый барокомпенсатор 12, втулка 5, крышка 8, накидная гайка 11 и корпус 1. Второй барокомпенсатор 15 также может быть выполнен в виде резинового чулка - он закрепляется на корпусе 1 и накидной гайке 11, перекрывая и герметизируя радиальные отверстия гайки 11 и резьбовое соединение корпус 1 - накидная гайка 11. Пространство, образованное первым барокомпенсатором 12, втулкой 5, крышкой 8, накидной гайкой 11 (включая пространство ее сквозных отверстий) и корпусом 1, заполнено электроизолирующей жидкостью 16, например, маслом, и по резьбовому соединению корпус 1 - накидная гайка 11 сообщается с пространством, которое дополнительно образовано корпусом 1 и накидной гайкой 11. Это пространство также заполнено электроизолирующей жидкостью 16 и закрыто от внешней среды вторым барокомпенсатором 15.The device comprises a first pressure compensator 12 in the form of an elastic wall that separates and seals the electrolytic chamber 13 from the external environment — the space that is formed by the housing 1, the passage 3 and the sleeve 5 (including the space of its through holes) and filled with electrolyte. The bar compensator 12 overlaps the chamber 13 from the external environment and can be made, for example, in the form of a rubber stocking, mounted on the sleeve 5 at the location of its holes. The passage element 3 is made with a channel - capillary 14. The device contains a second pressure compensator 15 in the form of an elastic wall separating and sealing from the external environment the space that forms the first pressure compensator 12, sleeve 5, cover 8, union nut 11 and housing 1. Second pressure compensator 15 can also be made in the form of a rubber stocking - it is fixed on the housing 1 and the union nut 11, blocking and sealing the radial holes of the nut 11 and the threaded connection the housing 1 - the union nut 11. The space formed by the first baroque with a compensator 12, a sleeve 5, a cover 8, a union nut 11 (including the space of its through holes) and a housing 1, is filled with an electrically insulating liquid 16, for example, oil, and through a threaded connection, the housing 1 - the union nut 11 communicates with the space that is additionally formed by the housing 1 and a union nut 11. This space is also filled with an electrically insulating liquid 16 and is closed from the external environment by a second pressure compensator 15.

Катод 17 установлен в проходном элементе 3 на выходе капилляра 14 во внешнюю среду. Устройство может содержать один анод 18 или анодную систему. Анод или аноды могут быть расположены в капилляре 14, или в качестве анода может быть использован заземленный корпус 1, как, например в [6].The cathode 17 is installed in the passage element 3 at the outlet of the capillary 14 in the external environment. The device may comprise a single anode 18 or anode system. The anode or anodes can be located in the capillary 14, or a grounded housing 1 can be used as an anode, as, for example, in [6].

Анод 18 (или система анодов) и катод 17 подключены к регистратору 19 в виде преобразователя катодного тока в выходной сигнал.The anode 18 (or anode system) and the cathode 17 are connected to the registrar 19 in the form of a cathode current to output signal converter.

По сравнению с первым (фиг. 1), второй вариант изобретения (фиг. 2) технологичнее: при сборке не требуется средства для закручивания втулки 5 - например, пазы для отвертки при сборке устройства могут скалываться, оставляя небезопасные опилки на мембране.Compared with the first (Fig. 1), the second embodiment of the invention (Fig. 2) is more technologically advanced: during assembly, no means are required to twist the sleeve 5 - for example, the grooves for a screwdriver during assembly of the device can be chipped, leaving unsafe filings on the membrane.

Работа устройства по первому и второму вариантам изобретения, как электрохимической системы, поясняется на примере анализа кислорода. При подаче напряжения на электроды и попадании на катод 17 молекул кислорода 02 происходит их восстановление (присоединение электронов) по следующей электрохимической формуле [3]:The operation of the device according to the first and second variants of the invention, as an electrochemical system, is illustrated by the example of oxygen analysis. When a voltage is applied to the electrodes and 17 oxygen molecules 02 hit the cathode, they are restored (electrons are attached) according to the following electrochemical formula [3]:

Figure 00000001
Figure 00000001

т.е. образуются ионы гидроксильной группы ОН-. Электрохимическая реакция, происходящая на аноде при заполнении электродной камеры раствором KCI, имеет видthose. ions of the hydroxyl group OH - are formed . The electrochemical reaction that occurs at the anode when the electrode chamber is filled with KCI solution has the form

Figure 00000002
Figure 00000002

Ток I

Figure 00000003
на входе регистратора 19, согласно известному полярографическому принципу определения растворенного кислорода, пропорционален количеству молекул кислорода, продиффундировавших через мембрану к катоду, и определяется следующим соотношением:Current I
Figure 00000003
at the input of the recorder 19, according to the well-known polarographic principle for the determination of dissolved oxygen, is proportional to the number of oxygen molecules diffused through the membrane to the cathode, and is determined by the following ratio:

Figure 00000004
Figure 00000004

где n - число электронов (равно 4), принимающих участие в реакции;where n is the number of electrons (equal to 4) taking part in the reaction;

F - число Фарадея (равно 96500);F is the Faraday number (equal to 96500);

Pm - коэффициент проницаемости мембраны по кислороду, указанный в сертификате;P m - oxygen permeability coefficient of the membrane indicated in the certificate;

S - площадь катода, известная при проектировании преобразователя;S is the cathode area known in the design of the transducer;

cO2 - концентрация растворенного кислорода;cO 2 is the concentration of dissolved oxygen;

m - толщина мембраны, указанная в сертификате.m is the thickness of the membrane indicated in the certificate.

Индекс

Figure 00000005
в обозначении тока I
Figure 00000003
говорит о том, что потенциал между анодом и катодом выбран таким, чтобы обеспечивался граничный диффузионный ток.Index
Figure 00000005
in current designation I
Figure 00000003
indicates that the potential between the anode and cathode is selected so that a boundary diffusion current is provided.

Барокомпенсация устройства по первому и второму вариантам изобретения в процессе его работы осуществляется таким образом. Первый (основной) и дополнительный барокомпенсаторы деформируются под действием давления при заглублении устройства и передают давление через изолирующую жидкость, находящуюся между ними, на электролит в камере 13. В результате давление на мембрану 6 уравновешивается как со стороны исследуемой среды, так и со стороны электролита в камере 12. Изолирующая жидкость между первым и вторым баро-компенсаторами отсекает отток неинформативного тока под мембрану 6, что увеличивает точность преобразования растворенного газа в информативный сигнал, а, кроме того, исключает отравление катода в сероводородной зоне. Это новое свойство особенно проявляется при работе в Черном море, где имеется сероводородная зона, представляющая большой научный интерес.Barocompensation of the device according to the first and second variants of the invention during its operation is carried out in this way. The first (main) and additional bar compensators are deformed under pressure when the device is buried and transfer pressure through the insulating liquid located between them to the electrolyte in the chamber 13. As a result, the pressure on the membrane 6 is balanced both from the side of the medium under study and from the side of the electrolyte chamber 12. An insulating liquid between the first and second baro-compensators cuts off the outflow of non-informative current under the membrane 6, which increases the accuracy of the conversion of dissolved gas into an informative signal, and, in addition, eliminates the poisoning of the cathode in the hydrogen sulfide zone. This new property is especially evident when working in the Black Sea, where there is a hydrogen sulfide zone of great scientific interest.

Claims (2)

1. Барокомпенсированный электрохимический измерительный газоанализатор, содержащий корпус (1), герметичную камеру (12), которая имеет капилляр (13) и заполнена электролитом, катод (16) и анод (17), или анодную систему, контактирующие с электролитом и подключенные к регистратору (18) в виде преобразователя катодного тока в выходной сигнал, при этом катод (16) расположен на выходе капилляра (13) во внешнюю среду, катод (16) и капилляр (13) отделены от внешней среды селективно-проницаемой мембраной (6) в форме круга, которая притянута к прикатодной поверхности газоанализатора и зафиксирована на ней по замкнутой линии крышкой (7), соединенной с накидной гайкой (10), барокомпенсатор (11) в виде эластичного элемента, отделяющего электролит в камере (12) от внешней среды, отличающийся тем, что капилляр (13) выполнен в проходном элементе (3), один конец которого с уплотнением (2) жестко или с возможностью перемещения установлен в корпусе (1), а другой конец - с уплотнением (4) пропущен через отверстие втулки (5), которая по резьбе установлена в крышке (7), установленной с уплотнением (9) в накидной гайке (10), которая по резьбе установлена на проходном элементе (3), краевая часть мембраны (6) зажата между заплечиком крышки (7) и торцевой поверхностью втулки (5), анод (17) или анодная система расположены в капилляре (13) или в камере (12), камерой (12) является пространство, образованное проходным элементом (3) и корпусом (1) и отделенное от внешней среды барокомпенсатором (11) в виде эластичной стенки, закрепленной на корпусе (1) и проходном элементе (3), пространство, образованное проходным элементом (3), втулкой (5), крышкой (7) и накидной гайкой (10), заполнено электроизолирующей жидкостью (15) и по резьбе накидная гайка (10) - проходной элемент (3) сообщается с пространством, которое образовано барокомпенсатором (11), корпусом (1) и накидной гайкой (10), заполнено электроизолирующей жидкостью (15) и отделено от внешней среды дополнительным барокомпенсатором (14) в виде эластичной стенки, закрепленной на корпусе (1) и накидной гайке (10).1. Barocompensated electrochemical measuring gas analyzer containing a housing (1), a sealed chamber (12), which has a capillary (13) and is filled with electrolyte, a cathode (16) and an anode (17), or an anode system in contact with the electrolyte and connected to the recorder (18) in the form of a converter of the cathode current into an output signal, while the cathode (16) is located at the output of the capillary (13) into the external medium, the cathode (16) and the capillary (13) are separated from the external medium by a selectively permeable membrane (6) in the shape of a circle that is drawn to the cathode surface the gas analyzer and is fixed on it in a closed line by a cover (7) connected to a union nut (10), a bar compensator (11) in the form of an elastic element separating the electrolyte in the chamber (12) from the external environment, characterized in that the capillary (13) is made in the passage element (3), one end of which with the seal (2) is rigidly or movably mounted in the housing (1), and the other end with the seal (4) is passed through the hole of the sleeve (5), which is threadedly installed in the cover (7) installed with the seal (9) in the union nut (10), which the flange is mounted on the passage element (3), the edge part of the membrane (6) is sandwiched between the shoulder of the cover (7) and the end surface of the sleeve (5), the anode (17) or the anode system are located in the capillary (13) or in the chamber (12), the chamber (12) is the space formed by the passage element (3) and the housing (1) and separated from the external environment by the bar compensator (11) in the form of an elastic wall mounted on the housing (1) and the passage element (3), the space formed by the passage element (3), sleeve (5), cover (7) and union nut (10), filled with electrical insulating with a bolt (15) and a threaded union nut (10) - the passage element (3) communicates with the space that is formed by the bar compensator (11), the housing (1) and the union nut (10), filled with an electrically insulating liquid (15) and separated from the external medium additional barocompensator (14) in the form of an elastic wall mounted on the housing (1) and the union nut (10). 2. Барокомпенсированный электрохимический измерительный газоанализатор, содержащий корпус (1), герметичную камеру (13), которая имеет капилляр (14) и заполнена электролитом, катод (17) и анод (18), или анодную систему, контактирующие с электролитом и подключенные к регистратору (19) в виде преобразователя катодного тока в выходной сигнал, при этом катод (17) расположен на выходе капилляра (14) во внешнюю среду, катод (17) и капилляр (14) отделены от внешней среды селективно-проницаемой мембраной (7) в форме круга, которая притянута к прикатодной поверхности газоанализатора и зафиксирована на ней по замкнутой линии крышкой (8), соединенной с накидной гайкой (11), барокомпенсатор (12) в виде эластичного элемента, отделяющего электролит в камере (13) от внешней среды, отличающийся тем, что капилляр (14) выполнен в проходном элементе (3), который с уплотнением (2) и с возможностью перемещения установлен в корпусе (1) и с уплотнением (4) пропущен через отверстие втулки (5), которая имеет радиальные отверстия, одним концом с уплотнением (6) установлена с возможностью перемещения на корпусе (1), а другим концом по резьбе установлена в крышке (8), установленной с уплотнением (10) в накидной гайке (11), которая по резьбе установлена на корпусе (1), краевая часть мембраны (7) зажата между заплечиком крышки (8) и торцевой поверхностью втулки (5), анод (18) или анодная система расположены в капилляре (14) или в камере (13), камерой (13) является пространство, образованное проходным элементом (3), втулкой (5) с ее радиальными отверстиями и корпусом (1), камера (13) отделена от внешней среды барокомпенсатором (12) в виде эластичной стенки, герметизирующей радиальные отверстия втулки (5), закрепленной на втулке (5), накидная гайка (11) имеет радиальные отверстия, расположенные вблизи радиальных отверстий втулки (5), пространство, образованное барокомпенсатором (12), втулкой (5), крышкой (8), накидной гайкой (11) с ее радиальными отверстиями и корпусом (1), заполнено электроизолирующей жидкостью (16) и отделено от внешней среды дополнительным барокомпенсатором (15) в виде эластичной стенки, герметизирующей радиальные отверстия накидной гайки (11) и резьбовое соединение корпус (1) - накидная гайка (11), и закрепленной на корпусе (1) и накидной гайке (11). 2. Barocompensated electrochemical measuring gas analyzer containing a housing (1), a sealed chamber (13), which has a capillary (14) and is filled with electrolyte, a cathode (17) and an anode (18), or an anode system in contact with the electrolyte and connected to the recorder (19) in the form of a converter of the cathode current to the output signal, while the cathode (17) is located at the output of the capillary (14) into the external medium, the cathode (17) and the capillary (14) are separated from the external medium by a selectively permeable membrane (7) in the shape of a circle that is drawn to the cathode surface the gas analyzer and is fixed on it in a closed line by a cover (8) connected to a union nut (11), a bar compensator (12) in the form of an elastic element separating the electrolyte in the chamber (13) from the external environment, characterized in that the capillary (14) is made in the passage element (3), which with seal (2) and with the possibility of movement is installed in the housing (1) and with seal (4) is passed through the hole of the sleeve (5), which has radial holes, one end with a seal (6) is installed with the ability to move on the housing (1), and the other end to cut it is installed in a cover (8) installed with a seal (10) in a union nut (11), which is threadedly mounted on the housing (1), the edge of the membrane (7) is sandwiched between the shoulder of the cover (8) and the end surface of the sleeve (5) ), the anode (18) or the anode system are located in the capillary (14) or in the chamber (13), the chamber (13) is the space formed by the passage element (3), the sleeve (5) with its radial holes and the body (1), the chamber (13) is separated from the external environment by a bar compensator (12) in the form of an elastic wall that seals the radial holes of the sleeve (5), mounted on the sleeve (5), the union nut (11) has radial holes located near the radial holes of the sleeve (5), the space formed by the bar compensator (12), the sleeve (5), the cover (8), the union nut (11) with its with radial holes and a housing (1), filled with an electrically insulating liquid (16) and separated from the external environment by an additional bar compensator (15) in the form of an elastic wall that seals the radial holes of the union nut (11) and the threaded connection of the housing (1) - union nut (11) , and fixed on the housing (1) and the cap ke (11).
RU2014151941/93A 2014-12-18 2014-12-18 Barometrically compensated electrochemical measuring gas analyser (versions) RU2551881C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014151941/93A RU2551881C1 (en) 2014-12-18 2014-12-18 Barometrically compensated electrochemical measuring gas analyser (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014151941/93A RU2551881C1 (en) 2014-12-18 2014-12-18 Barometrically compensated electrochemical measuring gas analyser (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2551881C1 true RU2551881C1 (en) 2015-05-27

Family

ID=53294648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014151941/93A RU2551881C1 (en) 2014-12-18 2014-12-18 Barometrically compensated electrochemical measuring gas analyser (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2551881C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113295755A (en) * 2021-05-18 2021-08-24 中国科学院合肥物质科学研究院 Sampling type rapid primary battery oxygen sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113295755A (en) * 2021-05-18 2021-08-24 中国科学院合肥物质科学研究院 Sampling type rapid primary battery oxygen sensor
CN113295755B (en) * 2021-05-18 2022-11-29 中国科学院合肥物质科学研究院 Sampling type rapid primary battery oxygen sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104515732B (en) A kind of test metal material device of hydrogen penetrating quality under liquid high pressure
US20080134811A1 (en) Insertion electrode device
CN102590299B (en) Combined electrolytic cell
RU2551881C1 (en) Barometrically compensated electrochemical measuring gas analyser (versions)
US20050005674A1 (en) Test tap adapter for extracting dissolved gases from insulating oil and measuring electrical parameters of a transformer bushing
JP5069646B2 (en) 3-electrode electrochemical measurement system
US3498900A (en) Corrosion-analytical monitoring apparatus
US3718562A (en) Electrode assembly
JP5006899B2 (en) Gas sensor airtightness inspection method
CN205593884U (en) Measure diffusion equipment of hydrogen in metal
JP6467146B2 (en) Diaphragm sensor, liquid analyzer
CN110609066A (en) Temperature-controllable electrolytic cell device simultaneously used for electrochemical experiment and slow strain rate tensile test and use method thereof
CN204302145U (en) A kind of high sealing solution cucurbitula
RU2548125C1 (en) Electrochemical gas analyser
JP2009019977A (en) Leak tester and leak testing method
CN203606314U (en) Ion electrode structure
RU2348030C1 (en) Device for electrochemical measurements
CN207586093U (en) A kind of porous material fixture for measuring gas-premeable
RU2549254C1 (en) Barocompensated primary measuring converter with solid-state sensitive element
CN209302555U (en) It tests diaphragm separating property and evaluates pond
CN104568729A (en) Corrosion electrolytic cell device suitable for considering stress gradient influence
CN103226012A (en) Protection and sealing method for strain measurement of underwater composite
JP2015230173A (en) Peracetic acid concentration meter
SU1712859A1 (en) Electrochemical gas analyzer
US3479270A (en) Flow cell assembly

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161229