RU38229U1 - ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR DETERMINING OXYGEN CONCENTRATION IN LIQUIDS AND GAS MIXTURES - Google Patents

ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR DETERMINING OXYGEN CONCENTRATION IN LIQUIDS AND GAS MIXTURES Download PDF

Info

Publication number
RU38229U1
RU38229U1 RU2004104712/20U RU2004104712U RU38229U1 RU 38229 U1 RU38229 U1 RU 38229U1 RU 2004104712/20 U RU2004104712/20 U RU 2004104712/20U RU 2004104712 U RU2004104712 U RU 2004104712U RU 38229 U1 RU38229 U1 RU 38229U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
anode
housing
liquids
cathode
Prior art date
Application number
RU2004104712/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.П. Пономарев
С.А. Пономарев
В.К. Семенычев
Original Assignee
Пономарев Сергей Александрович
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 Пономарев Сергей Александрович filed Critical Пономарев Сергей Александрович
Priority to RU2004104712/20U priority Critical patent/RU38229U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU38229U1 publication Critical patent/RU38229U1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

Электрохимический датчик для определения концеитрации кислорода в жидкостях иAn electrochemical sensor for determining the enditration of oxygen in liquids and

Электрохимический датчик для определения концентрации кислорода в жидкостях и газовых смесях относится к контрольным устройствам и может быть применен в любых отраслях народного хозяйства.An electrochemical sensor for determining the concentration of oxygen in liquids and gas mixtures refers to control devices and can be used in any sector of the national economy.

Известен электрохимический датчик для определения кислорода в жидкостях и газовых смесях, А.с. СССР №604403, работающий по схеме с внутренней поляризацией гальванической пары: серебряный катод (индикаторный электрод) - кадмиевый анод (вспомогательный электрод), помещенной в корпус датчика 1.Known electrochemical sensor for determining oxygen in liquids and gas mixtures, A. with. USSR No. 604403, operating according to the scheme with internal polarization of a galvanic pair: silver cathode (indicator electrode) - cadmium anode (auxiliary electrode) placed in the sensor housing 1.

Датчик нестабильно работает, необходимо постоянно контролировать его калибрационные характеристики.The sensor is unstable, it is necessary to constantly monitor its calibration characteristics.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является «Электрохимический датчик для определения концентрации кислорода в жидкостях и газовых смесях по А.с. СССР 296022 от 11.10.68, G 01 N 3/06, опубл. 12.11.71, БИ № 8, содержащий серебряный катод (индикаторный электрод), кадмиевый анод (вспомогательный электрод), размещенные в корпусе, причем кадмиевый анод, имеющий форму сложной конфигурации, изготовлен путем прессования кадмиевой стружки, при размещенном внутри контакте индикаторного электрода, в корпусе датчика, с последующей катодно-анодной активацией же в корпусе и вакуумированием. Контакт индикаторного электрода нроходит через внутреннюю полость датчика, примыкает к кадмиевой массе и изолирован от нее фторопластовой трубкой, что приводит к нерациональному иснользованию части объема внутренней полости датчика и, в случае нарушения фторопластовой изоляции при прессовании кадмиевой массы, может привести к замыканию анода и катода. Прессование кадмиевой стружки во внутренней полости датчика не обеспечивает равномерной плотности анода. Это приводит к снижению срока устойчивой работы датчика. Последующая катодно-анодная активация в корпусе, при неоднократном смене реагентов, снижает качество рабочего раствора остатками активирующих реагентов, и соответственно, точность замеров и срок получения достоверных показаний такого датчика.The closest in technical essence to the claimed device is an "Electrochemical sensor for determining the concentration of oxygen in liquids and gas mixtures according to A.S. USSR 296022 from 10.10.68, G 01 N 3/06, publ. 12.11.71, BI No. 8, containing a silver cathode (indicator electrode), a cadmium anode (auxiliary electrode) placed in the housing, the cadmium anode having the shape of a complex configuration, made by pressing cadmium chips, placed inside the contact of the indicator electrode, the sensor housing, followed by cathodic-anode activation in the housing and evacuation. The contact of the indicator electrode passes through the internal cavity of the sensor, adjoins the cadmium mass and is isolated from it by a fluoroplastic tube, which leads to the irrational use of a part of the volume of the internal cavity of the sensor and, in the case of violation of the fluoroplastic insulation when pressing the cadmium mass, can lead to short circuit of the anode and cathode. Pressing cadmium chips in the internal cavity of the sensor does not provide uniform density of the anode. This leads to a decrease in the term of stable operation of the sensor. Subsequent cathodic-anodic activation in the housing, with repeated change of reagents, reduces the quality of the working solution with the remnants of activating reagents, and accordingly, the accuracy of measurements and the time for obtaining reliable readings of such a sensor.

Задачей предлагаемого технического решения является увеличение срока устойчивой работы электрохимического датчика для определения кислорода в жидкостях и газовых смесях и повьппение его надежности.The objective of the proposed technical solution is to increase the period of stable operation of the electrochemical sensor for determining oxygen in liquids and gas mixtures and increase its reliability.

газовых смесяхgas mixtures

MnKG01N3/06MnKG01N3 / 06

оболочку, размещенные в ней корпус, катод и анод, при этом контакт катода проходит внутри верхней части корпуса, вне зоны расположения анода, перед этой зоной он выведен за корпус датчика, и расположен в виде однослойной обмотки на корпусе датчика; анод, имеющий цилиндрическую форму, изготовлен путем прессования кадмиевой электродной массы вне корпуса датчика, помещен в корпус с последующей катодпо-анодной активацией вне оболочки.the shell, the housing, the cathode and the anode housed in it, while the cathode contact passes inside the upper part of the housing, outside the anode location zone, before this zone it is led out of the sensor housing, and is located in the form of a single-layer winding on the sensor housing; the anode having a cylindrical shape is made by pressing a cadmium electrode mass outside the sensor housing, placed in the housing, followed by cathode-anode activation outside the shell.

На фиг. 1 представлен чертеж электрохимического датчика для определения кислорода в жидкостях и газовых смесях, где 1 - корпус датчика, 2 - пазы для крепления датчика к различным исследовательским установкам, 3 - индикаторный электрод (катод), 4In FIG. 1 is a drawing of an electrochemical sensor for determining oxygen in liquids and gas mixtures, where 1 is the sensor housing, 2 are slots for attaching the sensor to various research facilities, 3 is an indicator electrode (cathode), 4

-отверстия перфорации для доступа электролита из внутренней части датчика, 5 - анод, 6-perforations for access of electrolyte from the inside of the sensor, 5 - anode, 6

-электрический контакт, 7 - оболочка из по.гшэтш1ена, 8 - бандаж, 9 - верхняя и нижняя втулки, 10 - пробка, 11 - электролит.-electric contact, 7 - a shell made of polystyrene, 8 - bandage, 9 - upper and lower bushings, 10 - plug, 11 - electrolyte.

Корпус 1 датчика изготовлен из полиамида стеклонаполненного. В верхней части корпуса имеются втулка 9 и пазы 2 для установки уплотнительных резиновых прокладок для крепления датчика к различным исследовательским установкам. Индикаторный электрод 3 вьшолнен из хромо никелевой проволоки, проходящей через втулку 9, который, не доходя до прессованной кадмиевой электродной массы анода 5, выведен за корпус 1 датчика, и расположен в виде однослойной обмотки на корпусе 1 датчика, минуя анод 5 из прессованной кадмиевой электродной массы. Во внутреннюю часть корпуса 1 вставлен анод 5 из прессованной вне корпуса датчика кадмиевой электродной массы (стружки). Анод 5 из прессованной электродной массы пропитан электролитом (27%-ым раствором КОН) 11. Корпус 1 перфорирован отверстиями 4 для доступа электролита 11 из внутренней части датчика к катоду 3 от пропитанного электролитом анода 5. Электрический контакт 6 из хромо никелевой проволоки от электродной массы анода 5 выводится через втулку 9. Индикаторный электрод 3 покрыт снаружи полупроницаемой оболочкой 7 из полиэтилена толщиной 60-85мкм, который с обоих концов прикреплен к корпусу 1 при помощи бандажа 8 в виде намоток из капроновой нити. Нижняя часть корпуса 1 закрыта втулкой 9 и пробкой 10, а верхняя только втулкой 9.Sensor housing 1 is made of glass-filled polyamide. In the upper part of the body there is a sleeve 9 and slots 2 for installing rubber sealing gaskets for mounting the sensor to various research installations. The indicator electrode 3 is made of chromium-nickel wire passing through the sleeve 9, which, not reaching the pressed cadmium electrode mass of the anode 5, is led out of the sensor housing 1, and is located in the form of a single-layer winding on the sensor housing 1, bypassing the anode 5 of the pressed cadmium electrode masses. An anode 5 of a cadmium electrode mass (chip) extruded outside the sensor housing is inserted into the inner part of the housing 1. The anode 5 from the pressed electrode mass is impregnated with an electrolyte (27% KOH solution) 11. The housing 1 is perforated with holes 4 for access of the electrolyte 11 from the inside of the sensor to the cathode 3 from the anode soaked with electrolyte 5. Electrical contact 6 made of chromium-nickel wire from the electrode mass the anode 5 is discharged through the sleeve 9. The indicator electrode 3 is coated externally with a semi-permeable shell 7 made of polyethylene 60-85 μm thick, which is attached at both ends to the housing 1 using a bandage 8 in the form of nylon filament windings. The lower part of the housing 1 is closed by a sleeve 9 and a plug 10, and the upper only by a sleeve 9.

Благодаря тому, что индикаторный электрод (катод) 3 проходит через втулку 9, и, не доходя до зоны расположения анода, выведен на корпус 1 датчика, где расположен в виде однослойной обмотки, индикаторный электрод минует анод из электродной массы, повыщается длительность работы датчика и исчезает опасность замыкания, за счет разрущения изоляции между анодом и катодом.Due to the fact that the indicator electrode (cathode) 3 passes through the sleeve 9, and, not reaching the anode location zone, is brought out to the sensor housing 1, where it is located in the form of a single-layer winding, the indicator electrode bypasses the anode from the electrode mass, the duration of the sensor increases and the danger of short circuiting disappears due to the destruction of the insulation between the anode and cathode.

Поскольку прессование кадмиевой массы производится впе датчика в среде 96% этилового спирта, достигается равномерная плотность массы анода Это обеспечивает получение однородной пористой структуры анода датчика кислорода, позволяющей увеличить срок его устойчивой работы.Since the cadmium mass is pressed by the front of the sensor in 96% ethanol, a uniform mass density of the anode is achieved. This ensures a uniform porous structure of the anode of the oxygen sensor, which allows to increase the period of its stable operation.

Собранные в корпусе датчика катод и анод подготавливают к окончательной сборке методом активации до помещения в полупроницаемую оболочку.The cathode and anode assembled in the sensor housing are prepared for final assembly by activation before being placed in a semipermeable shell.

Катодно-анодную активацию анода проводят вне оболочки датчика следующим образом. Датчик без полиэтиленовой оболочки помещают в раствор электролита (27%-ый раствор КОН). При помощи внешнего элекгрода, представляющего собой спектральночистый графит, вспомогательный электрод поляризуют анодно в течение 10 мин с плотностью тока 15 ма на 1 г массы для окисления поверхности кадмия. Затем меняют электролит и катодно поляризуют электрод с плотностью тока 20ма на 1 г массы в течении 15 мин, в ходе чего восстанавливается окисленная поверхность кадмия и образуется активный слой кадмия. После этого меняют электролит и повторяют катодную поляризацию. Во время катодной поляризации индикаторный электрод соединяется со вспомогательным электродом и также поляризуется катодно. После поляризации устанавливают в полупроницаемую оболочку, в датчик заливают рабочий электролит, оставпшеся пузырьки воздуха удаляются под вакуумом, и корпус закрывают пробкой. Датчик готов к работе.The cathodic-anodic activation of the anode is carried out outside the sensor shell as follows. The sensor without a polyethylene sheath is placed in an electrolyte solution (27% KOH solution). Using an external electrode, which is spectrally pure graphite, the auxiliary electrode is polarized anodically for 10 min with a current density of 15 mA per 1 g of mass for the oxidation of the cadmium surface. Then the electrolyte is changed and an electrode with a current density of 20 mA per 1 g of mass is polarized cathodically for 15 minutes, during which the oxidized cadmium surface is restored and an active cadmium layer is formed. After that, the electrolyte is changed and the cathodic polarization is repeated. During cathodic polarization, the indicator electrode is connected to the auxiliary electrode and also polarized cathodically. After polarization is installed in a semipermeable shell, the working electrolyte is poured into the sensor, the remaining air bubbles are removed under vacuum, and the casing is closed with a stopper. The sensor is ready for operation.

Устройство работает по принципу простой электролитической (точнее, полярографической) ячейки - основы, чувствительной к кислороду системы. Когда катод приобретает относительно анода отрицательный потенциал в несколько десятых вольта, содержащийся в растворе кислород восстанавливается у катода, обуславливая ток, который можно измерить прибором.The device works on the principle of a simple electrolytic (more precisely, polarographic) cell - the basis of a system sensitive to oxygen. When the cathode acquires a negative potential of a few tenths of a volt relative to the anode, the oxygen contained in the solution is restored at the cathode, causing a current that can be measured by the device.

Экспериментальные исследования заявляемого электрохимического датчика для определения кислорода в жидкостях и газовых смесях показали, что по сравнению с датчиком аналогичного назначения (прототип) заявляемое устройство обеспечивает более надежную эксплуатацию, а также увеличен срок его службы. Например, при использовании описанного датчика в измерителях параметров водной среды (термооксиметрах) срок стабильных калибрационных параметров повысился с 12 до 18 месяцев.Experimental studies of the inventive electrochemical sensor for determining oxygen in liquids and gas mixtures showed that, in comparison with a sensor of a similar purpose (prototype), the inventive device provides more reliable operation, as well as its service life is increased. For example, when using the described sensor in measuring instruments for the parameters of the aquatic environment (thermooximeters), the period of stable calibration parameters increased from 12 to 18 months.

))

Claims (1)

Электрохимический датчик для определения концентрации кислорода в жидкостях и газовых смесях, содержащий полупроницаемую оболочку, размещенные в ней корпус, катод и анод, отличающийся тем, что контакт катода проходит внутри верхней части корпуса, вне зоны расположения анода, перед этой зоной он выведен за корпус датчика и расположен в виде однослойной обмотки на корпусе датчика, анод, имеющий цилиндрическую форму, изготовлен путем прессования кадмиевой электродной массы вне корпуса датчика, помещен в корпус с последующей катодно-анодной активацией вне оболочки.An electrochemical sensor for determining the concentration of oxygen in liquids and gas mixtures, containing a semi-permeable shell, a housing, a cathode and anode placed in it, characterized in that the cathode contact passes inside the upper part of the housing, outside the anode location zone, in front of this zone it is led outside the sensor housing and is located in the form of a single-layer winding on the sensor housing, the anode having a cylindrical shape is made by pressing a cadmium electrode mass outside the sensor housing, placed in the housing followed by the cathode-anode th activation outside the shell.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2004104712/20U 2004-02-20 2004-02-20 ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR DETERMINING OXYGEN CONCENTRATION IN LIQUIDS AND GAS MIXTURES RU38229U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004104712/20U RU38229U1 (en) 2004-02-20 2004-02-20 ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR DETERMINING OXYGEN CONCENTRATION IN LIQUIDS AND GAS MIXTURES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004104712/20U RU38229U1 (en) 2004-02-20 2004-02-20 ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR DETERMINING OXYGEN CONCENTRATION IN LIQUIDS AND GAS MIXTURES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU38229U1 true RU38229U1 (en) 2004-05-27

Family

ID=36389560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004104712/20U RU38229U1 (en) 2004-02-20 2004-02-20 ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR DETERMINING OXYGEN CONCENTRATION IN LIQUIDS AND GAS MIXTURES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU38229U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3223597A (en) Method and means for oxygen analysis of gases
US3498899A (en) Electrochemical electrode assembly
EP3519803B1 (en) Method and apparatus for electrolyte concentration measurement in an electrochemical sensor
US3948746A (en) Dissolved oxygen probe
US20030205485A1 (en) Amperometric sensor for low level dissolved oxygen with self-depleting sensor design
JPH09222415A (en) Electrochemical gas sensor and method for sensing electrochemical active gas in gas mixed material
US3223608A (en) Electrochemical gas analyzer
US20180180574A1 (en) Electrochemical sensor
US5106482A (en) High speed oxygen sensor
JP5251581B2 (en) Stabilizing method and apparatus for constant potential electrolytic gas sensor, manufacturing method for constant potential electrolytic gas sensor, gas analyzer, and constant potential electrolytic gas sensor
RU38229U1 (en) ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR DETERMINING OXYGEN CONCENTRATION IN LIQUIDS AND GAS MIXTURES
US20070227908A1 (en) Electrochemical cell sensor
JP2008101948A (en) Galvanic cell type sensor
US3315270A (en) Dissolved oxidant analysis
JP2015083924A (en) Constant potential electrolysis type gas sensor
JP4671565B2 (en) Diaphragm electrode
JP5018573B2 (en) Galvanic battery type sensor
JP2006284312A (en) Galvanic cell type oxygen sensor
RU25226U1 (en) ELECTROCHEMICAL SENSOR
JPH09178700A (en) Current measuring type 2-electrode sensor and measurement thereby
JP3925191B2 (en) Constant-potential electrolysis gas sensor
JP2007171119A (en) Sensor for detecting concentration of aqueous ozone solution
CN219830933U (en) Electrochemical composite sensor
JP3838774B2 (en) Cathode for oxygen electrode
JP3708208B2 (en) pH sensor and ion water generator

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20050221