RU2611578C1 - Amperometric method of measuring carbon dioxide concentration in nitrogen - Google Patents

Amperometric method of measuring carbon dioxide concentration in nitrogen Download PDF

Info

Publication number
RU2611578C1
RU2611578C1 RU2015141815A RU2015141815A RU2611578C1 RU 2611578 C1 RU2611578 C1 RU 2611578C1 RU 2015141815 A RU2015141815 A RU 2015141815A RU 2015141815 A RU2015141815 A RU 2015141815A RU 2611578 C1 RU2611578 C1 RU 2611578C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon dioxide
nitrogen
cell
gas
electrodes
Prior art date
Application number
RU2015141815A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Сергеевич Калякин
Анатолий Константинович Демин
Александр Николаевич Волков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук
Priority to RU2015141815A priority Critical patent/RU2611578C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2611578C1 publication Critical patent/RU2611578C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases

Abstract

FIELD: physics, measurement technology.
SUBSTANCE: invention relates to the field of gas analysis. The method for measuring carbon dioxide content in nitrogen, according to the invention, is that an electrochemical cell is placed into the sample gas stream, having the cavity formed by two discs of the solid proton conducting electrolyte of the composition La0,9Sr0,1XO3-s; on the opposite surfaces of one disk the electrodes are located, to which DC voltage in the limits of 400-500 mV is fed, with feeding the negative pole to the internal electrode, whereby the electrolysis of water vapours in the sample gas and pumping the hydrogen obtained by the electrolysis from the sample gas stream into the cell cavity by the electrochemical circuit of the disk with the electrodes: the outer electrode - solid electrolyte - the inner electrode in the process is carried out; in the process of reaching the stationary state where the diffusion stream of recovery carbon dioxide products from the cell cavity will be equal to the incoming stream of the sample gas, the limit current flowing through the cell is measured, and by the value of the current limit corresponding to the content of the hydrogen spent on the carbon dioxide recovery, the concentration of carbon dioxide in nitrogen is determined.
EFFECT: invention enables simple and reliable measurement of carbon dioxide in nitrogen.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для регистрации и измерения содержания углекислого газа в азоте посредством электрохимической ячейки.The invention relates to the field of gas analysis and can be used for registration and measurement of carbon dioxide in nitrogen by means of an electrochemical cell.

Известен способ определения концентрации углекислого газа (SU 518708, опубл. 25.06.1976) [1]. Способ заключается в поглощении углекислого газа катодным электролитом кулонометрической ячейки и последующим его кулонометрическим титрованием, причем в качестве катодного электролита используют водный раствор хлоридов стронция и кальция. Способ характеризуется трудоемкостью, необходимостью использования расходных реагентов, длительностью анализа и требует квалифицированного обслуживающего персонала.A known method for determining the concentration of carbon dioxide (SU 518708, publ. 06/25/1976) [1]. The method consists in the absorption of carbon dioxide by a cathodic electrolyte of a coulometric cell and its subsequent coulometric titration, moreover, an aqueous solution of strontium and calcium chlorides is used as a cathodic electrolyte. The method is characterized by the complexity, the need to use consumables, the duration of the analysis and requires qualified maintenance personnel.

Наибольшее распространение для измерения содержания углекислого газа получил способ с использованием недисперсионного инфракрасного поглощения, когда анализируемый газ поглощает излучение конкретной длины волны, при этом интенсивность излучения, испускаемого ИК-источником, проходя через образец газа, ослабевает. Количество излучения, измеренного сенсором, обратно пропорционально концентрации углекислого газа.The method with the use of non-dispersive infrared absorption, when the analyzed gas absorbs radiation of a specific wavelength, is most widely used for measuring the carbon dioxide content, while the intensity of the radiation emitted by the infrared source passing through the gas sample is weakened. The amount of radiation measured by the sensor is inversely proportional to the concentration of carbon dioxide.

Так известен способ для определения углекислого газа, реализуемый в недисперсионном многоканальным инфракрасном газовом анализаторе (RU №2187093, опубл. 10.08.2002) [2]. Согласно данному способу от микропроцессора на генератор импульсов тока накачки светодиодной матрицы поступают управляющие сигналы, определяющие параметры импульсов тока и их последовательность. Светодиоды модулируются короткими импульсами тока с высокой частотой следования и поджигаются последовательно друг за другом, управляемые соответствующими сигналами микропроцессора. При прохождении слоя фотолюминесцентных преобразователей узкополосное излучение преобразуется в ИК излучение с полосой пропускания 0,5-0,7 мкм, а максимальная длина волны излучения после прохождения фотолюминесцентных преобразователей может располагаться в области спектра от 2 до 5 мкм.So there is a method for determining carbon dioxide, implemented in a non-dispersive multichannel infrared gas analyzer (RU No. 2187093, publ. 10.08.2002) [2]. According to this method, the control signals determining the parameters of the current pulses and their sequence are received from the microprocessor to the pump pulse generator of the LED matrix. LEDs are modulated by short current pulses with a high repetition rate and are fired sequentially one after another, controlled by the corresponding microprocessor signals. When passing through a layer of photoluminescent converters, narrow-band radiation is converted to IR radiation with a passband of 0.5-0.7 μm, and the maximum radiation wavelength after passing through photoluminescent converters can be in the spectral region from 2 to 5 μm.

Следующий слой источника излучения содержит интерференционные фильтры, предназначенные для выделения нужных длин излучения с полушириной 0,05-0,15 мкм, которые соответствуют линиям поглощения компонент многокомпонентного газа. Например, для анализа газа с компонентами СН, СО2, СО. Используют интерференционные фильтры, установленные на фотолюминесцентных преобразователях, вырезают узкие линии с длинами волн 3,3, 3,9, 4,26, 4,67 мкм, что соответствует длине волны поглощения СН, длине опорной волны, проходящей через среду без поглощения, длинам волн поглощения СО2 и СО.The next layer of the radiation source contains interference filters designed to highlight the desired radiation lengths with a half-width of 0.05-0.15 μm, which correspond to the absorption lines of the components of a multicomponent gas. For example, for gas analysis with components of CH, CO 2 , CO. Use interference filters mounted on photoluminescent converters, cut narrow lines with wavelengths of 3.3, 3.9, 4.26, 4.67 μm, which corresponds to the absorption wavelength of the CH, the length of the reference wave passing through the medium without absorption, the lengths absorption waves of CO 2 and CO.

Фотоприемник регистрирует интенсивность излучения накачки 0,9 мкм. Импульсы ИК излучения через фокусирующую систему поступают в кювету с исследуемым газом и затем регистрируются основным фотоприемником. Сигналы с обоих фотоприемников поступают на предварительный усилитель, далее на аналого-цифровой преобразователь и на вход микропроцессора. В микропроцессоре вырабатываются управляющие импульсы, а также вычисляется величина Si, которая сопоставляется в микропроцессоре с известными эмпирическими зависимостями Si от концентрации измеряемого газа и определяется концентрация данной составляющей многокомпонентного газа.A photodetector detects a pump radiation intensity of 0.9 μm. The pulses of infrared radiation through the focusing system enter the cell with the test gas and then are recorded by the main photodetector. The signals from both photodetectors are fed to a pre-amplifier, then to an analog-to-digital converter and to the microprocessor input. The control pulses are generated in the microprocessor, and the value of S i is calculated, which is compared in the microprocessor with the known empirical dependences of S i on the concentration of the measured gas and the concentration of this component of the multicomponent gas is determined.

За счет выполнения источника излучения в форме светодиодной матрицы, недисперсионный многоканальный газовый анализатор обеспечивает высокую точность измерений концентраций всех составляющих многокомпонентного газа. Газовый анализатор надежен в эксплуатации, его можно использовать для работы в полевых условиях. В случае определения концентрации составляющих многокомпонентного газа с компонентами СН, СО2, СО обеспечивается точность определения концентраций составляющих до 2,5%. Однако способ по своему аппаратурному оформлению сложен, требует подготовленного персонала.Due to the implementation of the radiation source in the form of an LED matrix, a non-dispersive multichannel gas analyzer provides high accuracy in measuring the concentrations of all components of a multicomponent gas. The gas analyzer is reliable in operation, it can be used for work in the field. In the case of determining the concentration of the constituents of a multicomponent gas with components CH, CO 2 , CO, the accuracy of determining the concentrations of the constituents up to 2.5% is ensured. However, the method for its hardware design is complicated, requires trained personnel.

Известен оптический способ измерения углекислого газа, реализуемый в абсорбционном анализаторе (RU №2421709, опубл. 20.06.2011) [3]. Согласно данному способу информация о концентрации измеряемой газовой компоненты содержится в величине разности электрического сопротивления металлических пластин приемников рабочего и сравнительного каналов. Для этого оптическое излучение с длиной волны, лежащей в спектре поглощения измеряемой газовой компоненты, направляется от источника излучения с устройством разделения лучистого потока через камеру с «нулевым» газом и камеру для анализируемой смеси на металлические пластины приемников сравнительного и рабочего канала.A known optical method for measuring carbon dioxide, implemented in an absorption analyzer (RU No. 2421709, publ. 06/20/2011) [3]. According to this method, information about the concentration of the measured gas component is contained in the value of the difference in electrical resistance of the metal plates of the receivers of the working and comparative channels. To do this, optical radiation with a wavelength lying in the absorption spectrum of the measured gas component is directed from the radiation source with the device for separating the radiant flux through the chamber with the "zero" gas and the chamber for the analyzed mixture to the metal plates of the receivers of the comparative and working channels.

Интенсивность оптического излучения, приходящего на металлическую пластину одного из приемников, является постоянной (опорной), а ее возможные изменения обусловлены рядом факторов, не связанных с измеряемой газовой компонентой, но в равной степени действующих на оба оптических канала. Интенсивность оптического излучения приходящего на металлическую пластину соответствующего приемника зависит от количественной величины измеряемой газовой компоненты в камере для анализируемой смеси. При отсутствии измеряемой компоненты в камере интенсивность в обоих каналах одинакова.The intensity of the optical radiation arriving at the metal plate of one of the receivers is constant (reference), and its possible changes are due to a number of factors not related to the measured gas component, but equally affecting both optical channels. The intensity of the optical radiation coming to the metal plate of the corresponding receiver depends on the quantitative value of the measured gas component in the chamber for the analyzed mixture. In the absence of the measured component in the chamber, the intensity in both channels is the same.

Поглощение лучистого потока металлическими пластинами приемников приводит к повышению их температуры на величину, пропорциональную интенсивности падающего излучения. При этом подложки, на которых размещены пластины, выполняют функции электрической и тепловой изоляции. Металлические пластины выполнены из сплава, претерпевающего мартенситное превращение в заданном интервале температур измерения. В ходе превращения доля новой термодинамической фазы изменяется пропорционально изменению температуры. Процесс имеет атермическую кинетику - при прекращении изменения температуры прекращается изменение соотношения долей фаз.Absorption of the radiant flux by the metal plates of the receivers leads to an increase in their temperature by an amount proportional to the intensity of the incident radiation. In this case, the substrates on which the plates are placed perform the functions of electrical and thermal insulation. The metal plates are made of an alloy undergoing martensitic transformation in a given measurement temperature range. During the transformation, the fraction of the new thermodynamic phase changes in proportion to the temperature. The process has athermal kinetics - when the temperature change stops, the change in the ratio of the fractions of the phases stops.

Указанное превращение заключается в перестройке кристаллической решетки с понижением (повышением) симметрии кристалла, что приводит к изменению электронно-фононного взаимодействия в системе и соответственно к изменению электрического сопротивления металлических пластин в целом. Затем электрическое сопротивление металлических пластин приемников рабочего и сравнительного каналов регистрируется устройством измерения электросопротивления. Результаты измерения с этого устройства поступают в блок управления, приема и обработки данных, где производятся необходимые вычисления. Мерой концентрации измеряемой газовой компоненты в камере для анализируемой смеси является разность электрического сопротивления металлических пластин приемников рабочего и сравнительного каналов. Современные приборы позволяют регистрировать изменение электрического сопротивления за время, соизмеримое с реакцией металла на изменение его температуры (порядка 0,2 мс) с разрешением 0,1 мкОм, что является достаточным для проведения измерений концентрации необходимой газовой компоненты в атмосфере. Однако, как и инфракрасный, данный оптический способ по своему аппаратурному оформлению сложен, а также требует подготовленного персонала.The indicated transformation consists in the rearrangement of the crystal lattice with a decrease (increase) in the symmetry of the crystal, which leads to a change in the electron-phonon interaction in the system and, accordingly, to a change in the electrical resistance of metal plates as a whole. Then, the electrical resistance of the metal plates of the receivers of the working and comparative channels is recorded by the device for measuring electrical resistance. The measurement results from this device are sent to the control unit, receiving and processing data, where necessary calculations are made. A measure of the concentration of the measured gas component in the chamber for the analyzed mixture is the difference in electrical resistance of the metal plates of the receivers of the working and comparative channels. Modern instruments make it possible to record a change in electrical resistance over a time comparable with the reaction of a metal to a change in its temperature (of the order of 0.2 ms) with a resolution of 0.1 μΩ, which is sufficient to measure the concentration of the necessary gas component in the atmosphere. However, like infrared, this optical method is complex in its hardware design and also requires trained personnel.

Задача настоящего изобретения заключается в создании способа, позволяющего достаточно просто и надежно измерять содержание углекислого газа в азоте.The objective of the present invention is to provide a method that allows a fairly simple and reliable measurement of the carbon dioxide content in nitrogen.

Для решения поставленной задачи предложен амперометрический способ измерения концентрации углекислого газа в азоте, заключающийся в том, что в поток анализируемого газа помещают электрохимическую ячейку с полостью, образованной двумя дисками из протонопроводящего твердого электролита состава La0,9Sr0,1ΥΟ3-σ, на противоположных поверхностях одного из дисков расположены электроды, на которые подают напряжение постоянного тока в пределах 400-500 мВ с подачей отрицательного полюса на внутренний электрод, посредством чего осуществляют электролиз паров воды, находящихся в анализируемом газе, и накачку полученного в результате электролиза водорода из потока анализируемого газа в полость ячейки по электрохимической цепи диска с электродами: наружный электрод - твердый электролит - внутренний электрод, в процессе достижения стационарного состояния, когда диффузионный поток продуктов восстановления углекислого газа из полости ячейки станет равным поступающему потоку анализируемого газа, измеряют протекающий через ячейку предельный ток и по величине предельного тока, соответствующего содержанию водорода, потраченного на восстановление углекислого газа, определяют концентрацию углекислого газа в азоте.To solve this problem, an amperometric method for measuring the concentration of carbon dioxide in nitrogen is proposed, which consists in placing an electrochemical cell with a cavity formed by two disks of a proton-conducting solid electrolyte of the composition La 0.9 Sr 0.1 ΥΟ 3-σ , in the stream of the analyzed gas. on the opposite surfaces of one of the disks there are electrodes to which a DC voltage is applied within 400-500 mV with a negative pole supplied to the internal electrode, whereby the rolls of water vapor in the analyzed gas and the pumping of hydrogen produced as a result of electrolysis from the stream of the analyzed gas into the cell cavity along the electrochemical circuit of the disk with electrodes: outer electrode - solid electrolyte - inner electrode, in the process of reaching a stationary state when the diffusion stream of reduction products carbon dioxide from the cell cavity will become equal to the incoming flow of the analyzed gas, measure the limiting current flowing through the cell and the magnitude of the limiting current, respectively According to the hydrogen content spent on the reduction of carbon dioxide, the concentration of carbon dioxide in nitrogen is determined.

Подача на электроды напряжения постоянного тока в пределах 400-500 мВ с подачей отрицательного полюса на внутренний электрод ячейки обеспечивает накачку водорода, полученного в результате диссоциации присутствующей в газовой смеси влаги, из анализируемого газового потока в полость ячейки. В полости ячейки накаченный водород взаимодействует с углекислым газом, поступившим туда в смеси с азотом из анализируемой среды. При этом на поверхности внутреннего электрода ячейки будет интенсивно идти процесс взаимодействия углекислого газа с водородом в соответствии с реакциейThe DC voltage applied to the electrodes in the range of 400-500 mV with the negative pole supplied to the internal electrode of the cell ensures the pumping of hydrogen, obtained as a result of dissociation of the moisture present in the gas mixture, from the analyzed gas flow into the cell cavity. In the cavity of the cell, the pumped-up hydrogen interacts with carbon dioxide, which entered there in a mixture with nitrogen from the analyzed medium. In this case, the process of interaction of carbon dioxide with hydrogen will intensively go on the surface of the inner electrode of the cell in accordance with the reaction

Figure 00000001
Figure 00000001

При достижении напряжения постоянного тока величины 400-500 мВ ток стабилизируется и перестает расти с ростом напряжения. Полученный ток является предельным током, а его величина обусловлена газообменом между анализируемой средой и газом в полости ячейки. Величина предельного тока сенсора, лимитируется диффузионным барьером - капилляром сенсора и связана с концентрацией углекислого газа (Иванов-Шиц И., Мурин., Ионика твердого тела, том 2, С.-Петербург (2010). СС. 964-965) уравнением (2)When the DC voltage reaches 400-500 mV, the current stabilizes and stops growing with increasing voltage. The resulting current is the limiting current, and its value is due to gas exchange between the analyzed medium and the gas in the cell cavity. The value of the limiting current of the sensor is limited by the diffusion barrier — the capillary of the sensor and is associated with the concentration of carbon dioxide (Ivanov-Shits I., Murin., Solid State Ionika, Volume 2, St. Petersburg (2010). SS. 964–965) by the equation ( 2)

Figure 00000002
Figure 00000002

где D(CO2-N2) - коэффициент диффузии углекислого газа в азоте, см2/с;where D (CO2-N2) is the diffusion coefficient of carbon dioxide in nitrogen, cm 2 / s;

X(CO2) - мольная доля углекислого газа в азоте;X (CO2) is the mole fraction of carbon dioxide in nitrogen;

S - площадь сечения капилляра, мм2;S is the cross-sectional area of the capillary, mm 2 ;

Р - общее давление газовой смеси, атм;P is the total pressure of the gas mixture, atm;

Т - температура анализа, °С;T is the analysis temperature, ° C;

L - длина капилляра, мм.L is the length of the capillary, mm

В соответствии с уравнением (2) достаточно легко рассчитать содержание углекислого газа по измеренному значению предельного тока IL(CO2-N2).In accordance with equation (2), it is quite easy to calculate the carbon dioxide content from the measured value of the limiting current I L (CO2-N2) .

Новый технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в получении возможности измерения электрохимическим способом углекислого газа в смеси с азотом и упрощении применяемого для этого измерительного устройства.A new technical result achieved by the claimed method is to obtain the possibility of measuring carbon dioxide in a mixture with nitrogen in the electrochemical method and simplifying the measurement device used for this.

Изобретение иллюстрируется рисунками, где на фиг. 1 изображена электрохимическая ячейка для реализации способа; на фиг. 2 - вольт-амперная характеристика при анализе углекислого газа в смеси с азотом при 550°С; на фиг. 3 - концентрационная зависимость величины предельного тока от концентрации углекислого газа в смеси с азотом.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows an electrochemical cell for implementing the method; in FIG. 2 - current-voltage characteristic in the analysis of carbon dioxide in a mixture with nitrogen at 550 ° C; in FIG. 3 - concentration dependence of the limiting current value on the concentration of carbon dioxide in a mixture with nitrogen.

Электрохимическая ячейка для реализации способа измерения углекислого газа состоит из двух дисков 1, выполненных из протонопроводящего твердого электролита состава La0,9Sr0,1YO3-σ. На противоположных поверхностях диска 1 расположены внутренний 2 и наружный 3 электроды. Диски 1 соединены между собой газоплотным герметиком 4 с образованием внутренней полости. Между дисками находится капилляр 5. Подача напряжения на электроды 2 и 3 осуществляется от источника напряжения постоянного тока (ИН) и контролируется вольтметром (V). Ток, возникающий в цепи ячейки, измеряется амперметром (А). Электрохимическая ячейка помещена в поток анализируемого газа, который омывает ее наружную поверхность и по капилляру 5 поступает во внутреннюю полость ячейки. Под действием напряжения постоянного тока, приложенного от источника (ИПТ) к электродам 2 и 3, причем на внутренний электрод 2 приложен минус, через твердый протонопроводящий электролит происходит накачка водорода из анализируемого газа во внутреннюю полость ячейки. В полости ячейки поступивший водород взаимодействует на поверхности электрода 2 с углекислым газом и восстанавливает последний до моноокиси углерода. Образовавшиеся продукты взаимодействия, в соответствии с уравнениями (1), обмениваются через капилляр 5 с анализируемым газом. При этом капилляр 5 является диффузионным барьером, лимитирующим этот газовый поток обмена. Этому потоку обмена будет соответствовать и ток ячейки. При достижении приложенного напряжения величины в пределах 400-500 мВ, газообмен между полостью ячейки и анализируемой средой стабилизируется и в цепи устанавливается предельный диффузионный ток - IL(CO2-N2), который измеряют с помощью амперметра (А). Посредством уравнения (2) по величине измеренного IL(CO2-N2) можно определить величину X(CO2), т.е. концентрацию углекислого газа в азоте.The electrochemical cell for implementing the method of measuring carbon dioxide consists of two disks 1 made of a proton-conducting solid electrolyte of the composition La 0.9 Sr 0.1 YO 3-σ . On the opposite surfaces of the disk 1 are located inner 2 and outer 3 electrodes. The disks 1 are interconnected by a gas tight sealant 4 with the formation of an internal cavity. A capillary 5 is located between the disks. Voltage is supplied to the electrodes 2 and 3 from a direct current voltage source (ID) and is controlled by a voltmeter (V). The current arising in the cell circuit is measured with an ammeter (A). The electrochemical cell is placed in the stream of the analyzed gas, which washes its outer surface and through the capillary 5 enters the inner cavity of the cell. Under the action of a DC voltage applied from a source (IPT) to electrodes 2 and 3, with a minus applied to the internal electrode 2, hydrogen is pumped from the analyzed gas into the internal cavity of the cell through a solid proton-conducting electrolyte. In the cell cavity, the incoming hydrogen interacts on the surface of the electrode 2 with carbon dioxide and restores the latter to carbon monoxide. The resulting interaction products, in accordance with equations (1), are exchanged through capillary 5 with the analyzed gas. In this case, capillary 5 is a diffusion barrier that limits this gas exchange flow. This current flow will correspond to the cell current. When the applied voltage reaches a value in the range of 400-500 mV, the gas exchange between the cell cavity and the analyzed medium is stabilized and the limiting diffusion current is established in the circuit - I L (CO2-N2) , which is measured using an ammeter (A). Using equation (2) from the value of the measured I L (CO2-N2), it is possible to determine the value of X (CO2) , i.e. the concentration of carbon dioxide in nitrogen.

Таким образом, заявленный способ позволяет измерить содержание углекислого газа в смеси с азотом или другим инертным газом посредством такого простого устройства, как электрохимическая ячейка.Thus, the claimed method allows you to measure the carbon dioxide content in a mixture with nitrogen or other inert gas through such a simple device as an electrochemical cell.

Claims (1)

Амперометрический способ измерения концентрации углекислого газа в азоте, заключающийся в том, что в поток анализируемого газа помещают электрохимическую ячейку с полостью, образованной двумя дисками из протонопроводящего твердого электролита состава La0,9Sr0,1YO3-σ, на противоположных поверхностях одного из дисков расположены электроды, на которые подают напряжение постоянного тока в пределах 400-500 мВ с подачей отрицательного полюса на внутренний электрод, посредством чего осуществляют электролиз паров воды, находящихся в анализируемом газе, и накачку полученного в результате электролиза водорода из потока анализируемого газа в полость ячейки по электрохимической цепи диска с электродами: наружный электрод - твердый электролит - внутренний электрод, в процессе достижения стационарного состояния, когда диффузионный поток продуктов восстановления углекислого газа из полости ячейки станет равным поступающему потоку анализируемого газа, измеряют протекающий через ячейку предельный ток и по величине предельного тока, соответствующего содержанию водорода, потраченного на восстановление углекислого газа, определяют концентрацию углекислого газа в азоте.An amperometric method for measuring the concentration of carbon dioxide in nitrogen, which consists in placing an electrochemical cell with a cavity formed by two disks of a proton-conducting solid electrolyte of the composition La 0.9 Sr 0.1 YO 3-σ on opposite surfaces of one of the electrodes are located on the disks, to which a DC voltage is applied within 400-500 mV with a negative pole supplied to the internal electrode, whereby electrolysis of water vapor in the analyzed m of gas, and pumping the hydrogen produced as a result of electrolysis from the analyzed gas stream into the cell cavity along the electrochemical circuit of the disk with electrodes: the outer electrode is a solid electrolyte - the inner electrode, in the process of reaching a stationary state, when the diffusion flow of carbon dioxide recovery products from the cell cavity becomes equal to the incoming flow of the analyzed gas, the limiting current flowing through the cell is measured and spent on the magnitude of the limiting current corresponding to the hydrogen content of carbon dioxide to restore the concentration of carbon dioxide in nitrogen.
RU2015141815A 2015-10-01 2015-10-01 Amperometric method of measuring carbon dioxide concentration in nitrogen RU2611578C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015141815A RU2611578C1 (en) 2015-10-01 2015-10-01 Amperometric method of measuring carbon dioxide concentration in nitrogen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015141815A RU2611578C1 (en) 2015-10-01 2015-10-01 Amperometric method of measuring carbon dioxide concentration in nitrogen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2611578C1 true RU2611578C1 (en) 2017-02-28

Family

ID=58459098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015141815A RU2611578C1 (en) 2015-10-01 2015-10-01 Amperometric method of measuring carbon dioxide concentration in nitrogen

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2611578C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA19771A (en) * 1990-04-17 1997-12-25 Київський Політехнічний Інститут Cell of electro-chemical gas analyzer
EP1039292A2 (en) * 1999-03-19 2000-09-27 Alphasense Limited Gas sensor
US6241873B1 (en) * 1997-02-20 2001-06-05 Tdk Corporation Sold electrolytes, carbon dioxide sensors and method for correcting the output of sensors
RU2171468C1 (en) * 2000-04-10 2001-07-27 Сомов Сергей Иванович Method of analysis of composition of gas mixtures and gas analyzer for its realization
JP2009198350A (en) * 2008-02-22 2009-09-03 Taiyo Nippon Sanso Corp Method for analyzing carbon dioxide in ammonia-containing gas
US8057653B2 (en) * 2007-10-15 2011-11-15 Ohio State Research Foundation Carbon dioxide sensor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA19771A (en) * 1990-04-17 1997-12-25 Київський Політехнічний Інститут Cell of electro-chemical gas analyzer
US6241873B1 (en) * 1997-02-20 2001-06-05 Tdk Corporation Sold electrolytes, carbon dioxide sensors and method for correcting the output of sensors
EP1039292A2 (en) * 1999-03-19 2000-09-27 Alphasense Limited Gas sensor
RU2171468C1 (en) * 2000-04-10 2001-07-27 Сомов Сергей Иванович Method of analysis of composition of gas mixtures and gas analyzer for its realization
US8057653B2 (en) * 2007-10-15 2011-11-15 Ohio State Research Foundation Carbon dioxide sensor
JP2009198350A (en) * 2008-02-22 2009-09-03 Taiyo Nippon Sanso Corp Method for analyzing carbon dioxide in ammonia-containing gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chance et al. Structure and kinetics of the photoproduct of carbonylmyoglobin at low temperatures; an x-ray absorption study
Suzuki et al. A high-temperature catalytic oxidation method for the determination of dissolved organic carbon in seawater: analysis and improvement
Berkes et al. Simultaneous acquisition of differential electrochemical mass spectrometry and infrared spectroscopy data for in situ characterization of gas evolution reactions in lithium-ion batteries
US20230031969A1 (en) Enhanced Chirp Excitation Signal For Broadband Impedance Measurement
CN102410993B (en) Element measurement method based on laser-induced plasma emission spectral standardization
Xia et al. A novel digital color analysis method for rapid glucose detection
CN113324973B (en) Multi-factor correction Raman spectrum quantitative analysis method combined with spectrum internal standard
KR102099230B1 (en) System for in vitro detection and/or quantification by fluorometry
WO2018231065A1 (en) Chemical analysis method for measurement of tetrafluoromethane, cf4, with improved selectivity
RU2611578C1 (en) Amperometric method of measuring carbon dioxide concentration in nitrogen
RU2334216C1 (en) Chemical substance content measuring system for gas medium
EP0187675B1 (en) Method of detection and quantitative determination of sulfur and sulfur monitor using the method
JP7461937B2 (en) Sample Analysis Equipment
Prokopiuk et al. Improving the accuracy of the NDIR-based CO2 sensor for breath analysis
CN110031451A (en) A kind of binary channels OCEC in-line analyzer
CN108072635A (en) A kind of method of ingredient in analytical equipment real-time online measuring Improving Glass Manufacturing Processes using Laser induced plasma spectroscopy
Wilson et al. Design and operation of a fluorometric reaction rate instrument
CN105445239A (en) Background deduction-based element detection method and system
Zylka et al. Rapid dissolved gas analysis by means of electrochemical gas sensors
RU2006119726A (en) METHOD FOR DIAGNOSTIC ENGINE STATE
WO2004079323A1 (en) Method and apparatus, for evaluating liquid crystal device
Bae et al. In situ Fourier transform infrared reflection absorption spectroscopic studies of the effects of tin on the electrochemical oxidation of carbon monoxid
CN105300919A (en) Method for quickly detecting main ingredients in Baijiu by utilizing near-infrared spectrum
Eigenbrodt et al. In situ Raman measurements of solid oxide fuel cell devices
US20100207646A1 (en) Method for determining diffusion and/or transfer coefficients of a material

Legal Events

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

Effective date: 20181002