RU59240U1 - DEVICE FOR MEASURING THE CONSUMPTION OF OXYGEN CONTAINING GASES - Google Patents

DEVICE FOR MEASURING THE CONSUMPTION OF OXYGEN CONTAINING GASES Download PDF

Info

Publication number
RU59240U1
RU59240U1 RU2006122078/22U RU2006122078U RU59240U1 RU 59240 U1 RU59240 U1 RU 59240U1 RU 2006122078/22 U RU2006122078/22 U RU 2006122078/22U RU 2006122078 U RU2006122078 U RU 2006122078U RU 59240 U1 RU59240 U1 RU 59240U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solid electrolyte
oxygen
potentiometric
gas
cell
Prior art date
Application number
RU2006122078/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Павлович Пирог
Анатолий Константинович Семчевский
Александр Михайлович Габа
Геннадий Михайлович Мурзин
Сергей Федорович Новицкий
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АНГАРСКОЕ-ОКБА"
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 Общество с ограниченной ответственностью "АНГАРСКОЕ-ОКБА" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АНГАРСКОЕ-ОКБА"
Priority to RU2006122078/22U priority Critical patent/RU59240U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU59240U1 publication Critical patent/RU59240U1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к области аналитического приборостроения и может быть использована в приборах для газового анализа, для технологического контроля на производствах, связанных с изготовлением и использованием газовых смесей. Цель полезной модели - упрощение конструкции и повышение точности измерения расхода кислородосодержащих газов. Предлагаемое устройство состоит из потенциометрической и кулонометрической ячеек, конструктивно выполненных на трубке из твердого электролита состава 0,85ZrO2+0,15Y2O3 и нагревателя, создающего в рабочей части ячеек постоянную температуру в пределах от 900 до 1200 К. Температура рабочей части ячеек измеряется с использованием в качестве термочувствительного элемента электродов потенциометрической твердоэлектролитной ячейки и устанавливается равной (1008±2) К при подаче на вход устройства двух поверочных газовых смесей с концентрацией кислорода, отличающейся более чем в два раза. Для извлечения из анализируемого газа влаги на входе устройства установлен дегидратор, заполненный фосфорным ангидридом. Используя в качестве сравнительной среды окружающий атмосферный воздух с известной концентрацией кислорода, поддерживая постоянную температуру в рабочей части электродов твердоэлектролитных ячеек и измерив ЭДС потенциометрической ячейки и ток откачки кулонометрической ячейки можно рассчитать расход анализируемого газа по формуле: The proposed utility model relates to the field of analytical instrumentation and can be used in instruments for gas analysis, for technological control in industries associated with the manufacture and use of gas mixtures. The purpose of the utility model is to simplify the design and improve the accuracy of measuring the flow of oxygen-containing gases. The proposed device consists of potentiometric and coulometric cells, structurally made on a tube of solid electrolyte composition of 0.85ZrO 2 + 0,15Y 2 O 3 and a heater that creates a constant temperature in the working part of the cells in the range from 900 to 1200 K. The temperature of the working part of the cells measured using a potentiometric solid electrolyte cell as a thermosensitive element and is set to (1008 ± 2) K when two calibration gas mixtures with an oxygen concentration are applied to the input of the device Yes, they more than doubled. To extract moisture from the analyzed gas, a dehydrator filled with phosphoric anhydride is installed at the inlet of the device. Using ambient air with a known oxygen concentration as a comparative medium, maintaining a constant temperature in the working part of the electrodes of solid electrolyte cells and measuring the emf of the potentiometric cell and the pumping current of the coulometric cell, we can calculate the flow rate of the analyzed gas by the formula:

где Q - расход анализируемого газа, м3/с; I - ток откачки кислорода кулонометрической твердоэлектролитной ячейкой, А; М - молярная масса кислорода, кг/моль; 4F - количество электричества, необходимое для электрохимического переноса одного моля кислорода, Кл/моль; Е - ЭДС потенциометрической твердоэлектролитной ячейки, В; R - молярная газовая постоянная, Дж/(моль·К); Т - рабочая температура потенциометрической твердоэлектролитной ячейки, К; С0 - концентрация кислорода в окружающем атмосферном воздухе, кг/м3. Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом.where Q is the flow rate of the analyzed gas, m 3 / s; I is the oxygen pumping current by a coulometric solid electrolyte cell, A; M is the molar mass of oxygen, kg / mol; 4F - the amount of electricity required for the electrochemical transfer of one mole of oxygen, C / mol; E - EMF of a potentiometric solid electrolyte cell, V; R is the molar gas constant, J / (mol · K); T is the operating temperature of the potentiometric solid electrolyte cell, K; With 0 - the concentration of oxygen in the ambient air, kg / m 3 . The proposed device is illustrated in the drawing.

Description

Полезная модель относится к области аналитического приборостроения и может быть использована в приборах для газового анализа, для технологического контроля на производствах, связанных с изготовлением и использованием газовых смесей.The utility model relates to the field of analytical instrumentation and can be used in instruments for gas analysis, for technological control in industries associated with the manufacture and use of gas mixtures.

Известен электронный мыльно-пленочный расходомер газа (http://www.boner.ru). Метод измерения расхода газа с помощью этого расходомера заключается в измерении времени прохождения мыльной пленки (пузырька) между контрольными отметками шкалы бюретки, через которую непрерывно подается измеряемый поток газа. Зная вместимость бюретки между контрольными отметками шкалы бюретки и время прохождения мыльной пленки (пузырька) между ними, определяется расход газа. Для приведения расхода газа к нормальным условиям применения и введения поправок с целью исключения систематических составляющих погрешности необходимо дополнительно измерить атмосферное давление и температуру окружающего воздуха.Known electronic soap and film gas flow meter (http://www.boner.ru). The method of measuring gas flow using this flow meter is to measure the transit time of a soap film (bubble) between the control marks of the burette scale, through which the measured gas flow is continuously supplied. Knowing the burette capacity between the control marks of the burette scale and the transit time of the soap film (bubble) between them, the gas flow rate is determined. In order to bring the gas flow to normal conditions of application and introduce amendments in order to eliminate the systematic components of the error, it is necessary to additionally measure the atmospheric pressure and ambient temperature.

К недостаткам мыльно-пленочного расходомера газа следует отнести:The disadvantages of the soap-film gas flow meter include:

- процедура проведения измерения расхода требует выполнения ручных операций, что не позволяет автоматизировать процесс измерений;- the procedure for measuring flow requires manual operations, which does not allow to automate the measurement process;

- при вычислениях необходимо вносить поправочный коэффициент, учитывающий изменение объема газа за счет его увлажнения в бюретке мыльно-пленочного расходомера;- in the calculations it is necessary to introduce a correction factor that takes into account the change in gas volume due to its moistening in the burette of the soap-film flow meter;

- на результат измерений влияет изменение вместимости бюретки за счет объема пленки раствора, покрывающей внутреннюю поверхность бюретки.- the measurement result is affected by a change in the burette capacity due to the volume of the film of the solution covering the inner surface of the burette.

Для измерения расхода газа широко применяются расходомеры постоянного перепада давления - ротаметры (В.П.Тхоржевский, "Автоматический анализ химического состава газа", М., Химия, 1969). Конструктивно ротаметр состоит из прозрачной конусной трубки, To measure gas flow rate, flow meters of constant differential pressure are widely used - rotameters (V.P. Tkhorzhevsky, "Automatic analysis of the chemical composition of gas", M., Chemistry, 1969). Structurally, the rotameter consists of a transparent conical tube,

обращенной узким концом к низу, и поплавка заданной массы и формы с косыми прорезями. При подаче анализируемого газа поплавок вращается вокруг своей продольной оси проходящим потоком газа. Благодаря этому он не скользит по стенкам трубки при движении газового потока. Перепад давлений по обе стороны поплавка остается практически постоянным. При увеличении расхода газа поплавок поднимается вверх, а при уменьшении - опускается вниз. Следовательно, положение поплавка в соответствии с нанесенной на шкале ротаметра градуировкой определяет величину расхода газового потока.facing a narrow end to the bottom, and a float of a given mass and shape with oblique slots. When the analyzed gas is supplied, the float rotates around its longitudinal axis with a passing gas stream. Due to this, it does not slip along the walls of the tube during the movement of the gas stream. The pressure drop on both sides of the float remains almost constant. With an increase in gas flow, the float rises, and with a decrease, it falls down. Consequently, the position of the float in accordance with the calibration applied on the scale of the rotameter determines the gas flow rate.

Поплавковые ротаметры имеют следующие недостатки:Float rotameters have the following disadvantages:

- при работе с ротаметром следует вносить поправки на изменения плотности, давления и температуры;- when working with a rotameter, corrections should be made for changes in density, pressure and temperature;

- низкая точность измерений;- low measurement accuracy;

- плохая воспроизводимость.- poor reproducibility.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, реализующие способ измерения расхода кислородосодержащих газов (патент РФ 2242722 МПК G 01 F 1/64).The closest in technical essence is a device that implements a method of measuring the flow of oxygen-containing gases (RF patent 2242722 IPC G 01 F 1/64).

Устройство состоит из потенциометрической и кулонометрической твердоэлектролитных ячеек, выполненных в виде пробирок из твердого электролита состава 0,85ZrO2+0,15CaO. На внутренней и внешней поверхности пробирок нанесены методом вжигания металлические электроды из платины. Пробирки помещены в нагреватель для разогрева рабочей части ячеек до температуры 900-1200 К, обеспечивающий кислородоионную проводимость электролита. Торцы пробирок закреплены в установочных узлах и загерметизированы от доступа кислорода из окружающего атмосферного воздуха к внутренним электродам ячеек. Установочные узлы соединены между собой газовым трактом в виде трубки из нержавеющей стали. Измерение температуры осуществляется термопарой, установленной у наружных электродов ячеек. Термопара и нагреватель The device consists of potentiometric and coulometric solid electrolyte cells, made in the form of tubes of solid electrolyte composition of 0.85ZrO 2 + 0.15CaO. On the inner and outer surfaces of the tubes, platinum metal electrodes are applied by incineration. The tubes are placed in a heater to warm the working part of the cells to a temperature of 900-1200 K, providing oxygen-ionic conductivity of the electrolyte. The ends of the tubes are fixed in the installation nodes and sealed from the access of oxygen from the ambient air to the internal electrodes of the cells. The installation nodes are interconnected by a gas path in the form of a stainless steel tube. Temperature measurement is carried out by a thermocouple installed at the external electrodes of the cells. Thermocouple and heater

подключены к регулятору температуры, с помощью которого поддерживается заданная температура.connected to a temperature controller, through which the set temperature is maintained.

Для измерения расхода поток анализируемого газа вначале направляют в потенциометрическую твердоэлектролитную ячейку, температуру которой поддерживают постоянной, измеряют электродвижущую силу этой ячейки, после чего анализируемый газ направляют в кулонометрическую твердоэлектролитную ячейку, полностью удаляют кислород из анализируемого газа путем откачки под действием приложенного напряжения к электродам кулонометрической твердоэлектролитной ячейки.To measure the flow, the flow of the analyzed gas is first directed to a potentiometric solid electrolyte cell, the temperature of which is kept constant, the electromotive force of this cell is measured, after which the analyzed gas is sent to the coulometric solid electrolyte cell, oxygen is completely removed from the analyzed gas by pumping under the applied voltage to the electrodes of the coulometric solid electrolyte cells.

Измерив электродвижущую силу потенциометрической твердоэлектролитной ячейки, ток откачки кислорода кулонометрической твердоэлектролитной ячейкой по известной абсолютной температуре потенциометрической твердоэлектролитной ячейки и концентрации кислорода в окружающем атмосферном воздухе, рассчитывается расход анализируемого газа.By measuring the electromotive force of the potentiometric solid electrolyte cell, the oxygen pumping current by the coulometric solid electrolyte cell from the known absolute temperature of the potentiometric solid electrolyte cell and the oxygen concentration in the ambient air, the flow rate of the analyzed gas is calculated.

Рассматриваемое устройство имеет недостатки:The device in question has the disadvantages of:

- сложное конструктивное исполнение установки термопары в зоне электродов ячеек;- complex design of the installation of a thermocouple in the area of the electrodes of the cells;

- точность измерения расхода газа зависит от содержания влаги в анализируемом газе;- the accuracy of the measurement of gas flow depends on the moisture content in the analyzed gas;

- сложное аппаратное исполнение конструкции, состоящей из потенциометрической и кулонометрической твердоэлектролитных ячеек, выполненных в виде пробирок.- complex hardware design, consisting of potentiometric and coulometric solid electrolyte cells made in the form of test tubes.

Целью предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции, повышение точности измерения расхода кислородосодержащих газов.The purpose of the proposed utility model is to simplify the design, improve the accuracy of measuring the flow of oxygen-containing gases.

Поставленная цель достигается тем, что устройство имеет потенциометрическую и кулонометрическую твердоэлектролитные ячейки, конструктивно размещенные на одной твердоэлектролитной трубке, а на This goal is achieved in that the device has a potentiometric and coulometric solid electrolyte cells, structurally placed on one solid electrolyte tube, and on

входе газового тракта установлен дегидратор для извлечение влаги из анализируемого газа.a dehydrator is installed at the inlet of the gas path to extract moisture from the analyzed gas.

На фигуре приведен чертеж предлагаемого устройства.The figure shows a drawing of the proposed device.

Поток анализируемого газа, расход которого необходимо измерить, поступает на штуцер 1 "ВХОД ГАЗА", конструктивно совмещенный с дегидратором 2, заполненного гигроскопическим веществом - фосфорным ангидридом. Далее осушенный газ через керамическую трубку 3 поступает в рабочую часть потенциометрической твердоэлектролитной ячейки 4 (ПТЭЯ), омывая рабочий электрод 5 ячейки. Наружный электрод 6 ПТЭЯ является сравнительным и контактирует с окружающим атмосферным воздухом. За счет разности концентрации кислорода в анализируемом газе и окружающем атмосферном воздухе на электродах ПТЭЯ возникает электродвижущая сила (ЭДС), величина которой определяется уравнением Нернста:The flow of the analyzed gas, the flow rate of which must be measured, enters the fitting 1 "GAS INPUT", structurally combined with a dehydrator 2, filled with a hygroscopic substance - phosphoric anhydride. Next, the dried gas through a ceramic tube 3 enters the working part of the potentiometric solid electrolyte cell 4 (PTEJ), washing the working electrode 5 of the cell. The outer electrode 6 PTEJ is comparative and is in contact with ambient air. Due to the difference in the oxygen concentration in the analyzed gas and the ambient air, an electromotive force (EMF) arises on the PTEJ electrodes, the value of which is determined by the Nernst equation:

где E - ЭДС потенциометрической твердоэлектролитной ячейки;where E is the EMF of the potentiometric solid electrolyte cell;

Т - рабочая температура потенциометрической твердоэлектролитной ячейки;T is the operating temperature of the potentiometric solid electrolyte cell;

R - молярная газовая постоянная;R is the molar gas constant;

4F - количество электричества, необходимое для электрохимического переноса одного моля кислорода;4F - the amount of electricity needed for the electrochemical transfer of one mole of oxygen;

С0 и Сx - концентрация кислорода в окружающем атмосферном воздухе и в анализируемом газе соответственно.С 0 and С x - oxygen concentration in the ambient air and in the analyzed gas, respectively.

Затем анализируемый газ проходит рабочую часть кулонометрической твердоэлектролитной ячейки 7 (КТЭЯ), контактирует с рабочим электродом 8 КТЭЯ и далее через отверстие в установочном узле и штуцер газа 9 "ВЫХОД ГАЗА" выходит в окружающий атмосферный воздух. Наружный электрод 10 КТЭЯ также омывается атмосферным воздухом.Then, the analyzed gas passes through the working part of the coulometric solid electrolyte cell 7 (CTEC), contacts the working electrode 8 of the CTEC and then through the hole in the installation unit and the gas fitting 9 “GAS OUT” leaves out into the ambient air. The outer electrode of 10 CTEY is also washed by atmospheric air.

Внутренние электроды ПТЭЯ и КТЭЯ выведены на контакты 11 и 12, а наружные - на контакты 13 и 14 соответственно.The internal electrodes of PTEI and KTEY are connected to contacts 11 and 12, and the outer ones to contacts 13 and 14, respectively.

Под действием напряжения, приложенного к электродам КТЭЯ от внешнего источника постоянного тока осуществляется откачка кислорода из анализируемого газа в окружающий атмосферный воздух. При этом в электрической цепи устанавливается ток откачки кислорода, величина которого измеряется подключаемым к контактам 12 и 14 внешним токоизмерительным прибором. В этом случае концентрация кислорода в анализируемом газе в соответствии с законом Фарадея определяется из уравнения:Under the action of a voltage applied to the CTEY electrodes from an external DC source, oxygen is pumped out from the analyzed gas into the ambient air. At the same time, an oxygen pumping current is set in the electric circuit, the value of which is measured by an external current-measuring device connected to contacts 12 and 14. In this case, the oxygen concentration in the analyzed gas in accordance with the Faraday law is determined from the equation:

где I - ток откачки кислорода;where I is the oxygen pumping current;

М - молярная масса кислорода;M is the molar mass of oxygen;

Q - расход анализируемого газа.Q is the flow rate of the analyzed gas.

На основании уравнений (1) и (2) можно записатьBased on equations (1) and (2), we can write

Решая уравнение (3) относительно Q получим:Solving equation (3) with respect to Q, we obtain:

Из уравнения (4) следует, что при постоянной температуре твердого электролита и известной концентрации кислорода в окружающем атмосферном воздухе по измерению тока откачки КТЭЯ и ЭДС ПТЭЯ можно с достаточной точностью измерить расход анализируемого газа.From equation (4) it follows that at a constant temperature of the solid electrolyte and a known concentration of oxygen in the ambient air, it is possible to measure the flow rate of the analyzed gas with sufficient accuracy by measuring the pumping current of the CTEC and the EMF of the PTEC.

В качестве материала для изготовления ячеек используется твердый электролит состава 0,85ZrO2+0,15Y2O3, электроды выполнены методом вжигания из мелкодисперсной платины. Трубка из твердого электролита 15 помещена в нагреватель 16 для разогрева от внешнего регулятора температуры рабочей части ячеек до температуры от 900 до 1200 К, обеспечивающей кислородоионную проводимость твердого электролита. В A solid electrolyte of composition 0.85ZrO 2 + 0.15Y 2 O 3 is used as the material for the manufacture of cells; the electrodes are made by the method of incineration from finely dispersed platinum. A tube of solid electrolyte 15 is placed in the heater 16 for heating from an external temperature controller of the working part of the cells to a temperature of 900 to 1200 K, which provides oxygen-ionic conductivity of the solid electrolyte. AT

качестве термочувствительного элемента используются электроды ПТЭЯ 5 и 6, на которые подается напряжение высокой частоты 20 кГц от внешнего генератора. Разделение сигналов температуры (переменное напряжение) и концентрации (постоянное напряжение) осуществляется входным устройством регулятора температуры.PTEJA 5 and 6 electrodes are used as a thermosensitive element, to which a high frequency voltage of 20 kHz from an external generator is supplied. The separation of temperature signals (AC voltage) and concentration (DC voltage) is carried out by the input device of the temperature controller.

Торцы твердоэлектролитной трубки закреплены в установочных узлах 17 и 18 и загерметизированы от доступа кислорода из окружающего атмосферного воздуха к внутренним электродам ячеек.The ends of the solid electrolyte tube are fixed in the mounting nodes 17 and 18 and are sealed from access of oxygen from the ambient air to the internal electrodes of the cells.

Для подтверждения промышленной применимости полезной модели приведен пример ее конкретной реализации, который не исчерпывает сущности заявляемого решения.To confirm the industrial applicability of the utility model, an example of its specific implementation is given, which does not exhaust the essence of the proposed solution.

Устройство функционирует следующим образом. С помощью нагревателя 16 нагревают рабочую область ПТЭЯ до постоянной температуры в пределах от 900 до 1200 К. Для точного установления температуры (1008±2) К к штуцеру "ВХОД ГАЗА" поочередно подается поверочная газовая смесь (ПГС) кислород-азот с объемной долей кислорода 1,0 и 10,0% и каждый раз измеряется ЭДС ПТЭЯ. Из этих данных рабочая температура рассчитывается по формуле:The device operates as follows. Using a heater 16, the working area of the PTFE is heated to a constant temperature in the range from 900 to 1200 K. For accurate temperature setting (1008 ± 2), a test gas mixture (CBC) oxygen-nitrogen with a volume fraction of oxygen is alternately supplied to the GAS INPUT fitting. 1.0 and 10.0% and each time the emf of PTEJ is measured. From these data, the operating temperature is calculated by the formula:

где Т - рабочая температура ПТЭЯ, К;where T is the operating temperature of PTEJ, K;

E1 и Е2 - ЭДС ПТЭЯ при подаче первой и второй ПГС, соответственно, В;E 1 and E 2 - EMF PTEI when applying the first and second ASG, respectively, In;

C1 и С2 - объемные доли кислорода в первой и второй ПГС, соответственно, %.C 1 and C 2 - volume fraction of oxygen in the first and second ASG, respectively,%.

С помощью регулятора температуры устанавливается рабочая температура (1008±2) К. Если после первой регулировки температура оказалась ниже или выше процедура установки рабочей температуры повторяется до получения результата с необходимой точностью.Using the temperature controller, the operating temperature is set (1008 ± 2) K. If, after the first adjustment, the temperature is lower or higher, the procedure for setting the operating temperature is repeated until the result is obtained with the necessary accuracy.

Температура КТЭЯ также принимает значение близкое к 1008 К, т.к. электроды ПТЭЯ и КТЭЯ находятся в одной температурной зоне.The temperature of the CTEC also takes on a value close to 1008 K, because electrodes PTEJ and CTEJ are in the same temperature zone.

Для проведения измерений расхода анализируемого газа к штуцеру "ВХОД ГАЗА" подключается переменный дроссель тонкой регулировки, с помощью которого устанавливается расход газа через ПТЭЯ и КТЭЯ. К контактам 12 и 14 КТЭЯ последовательно подключаются источник постоянного тока напряжением 0,6 В и измеритель тока, причем к внутреннему электроду (контакт 12) должен быть подключен "-" источника, а к наружному электроду (контакт 14) "+". При такой полярности источника осуществляется откачка кислорода из анализируемого газа.To take measurements of the flow rate of the analyzed gas, a fine-adjustment variable throttle is connected to the GAS INPUT fitting, with the help of which the gas flow rate is established through PTEJ and KTEY. A 0.6 V DC source and a current meter are connected in series to terminals 12 and 14 of the CTEC, with the source "-" connected to the internal electrode (terminal 12) and a "+" to the external electrode (terminal 14). With such a polarity of the source, oxygen is pumped out from the analyzed gas.

Измерив ток откачки кислорода кулонометрической ячейкой I, ЭДС потенциометрической ячейки Е по формуле (4) рассчитываем расход анализируемого газа.By measuring the oxygen pumping current by the coulometric cell I, the EMF of the potentiometric cell E using formula (4), we calculate the flow rate of the analyzed gas.

Изготовлен образец предлагаемого устройства. В качестве испытываемого газа использовались азот и аргон с содержанием кислорода 1 и 3,1·10-3%. Измерения проводились в окружающем атмосферном воздухе.Made a sample of the proposed device. Nitrogen and argon with an oxygen content of 1 and 3.1 · 10 -3 % were used as the test gas. The measurements were carried out in ambient air.

Поставленные экспериментальные работы сводились к сличению расходов, определяемых предлагаемым устройством и с помощью газобарабанного счетчика ГСБ-400. погрешность которого составляет ±0,5%.The experimental work was reduced to a comparison of the costs determined by the proposed device and using a gas-counter GSB-400. whose error is ± 0.5%.

Полученные результаты при измерении расхода газа от 50 до 300 см3/мин имеют хорошую сходимость, не хуже 1%.The results obtained when measuring gas flow from 50 to 300 cm 3 / min have good convergence, not worse than 1%.

Применение предлагаемого устройства позволит автоматизировать процесс измерения расхода газа, что не достигается известными устройствами, поскольку применяемые для этих целей средства требуют ручных операций.The application of the proposed device will automate the process of measuring gas flow, which is not achieved by known devices, since the means used for these purposes require manual operations.

Claims (1)

Устройство для измерения расхода кислородосодержащих газов, содержащее нагреватель, потенциометрическую и кулонометрическую твердоэлектролитные ячейки, отличающееся тем, что на входе устройства установлен дегидратор, заполненный фосфорным ангидридом, а потенциометрическая и кулонометрическая твердоэлектролитные ячейки конструктивно выполнены на трубке из твердого электролита состава 0,85ZrO2+0,15Y2О3, причем температура электродов потенциометрической твердоэлектролитной ячейки устанавливается равной (1008±2)К путем подачи на вход устройства поочередно двух поверочных газовых смесей с концентрацией кислорода, отличающейся более чем в два раза, а расход анализируемого газа рассчитывается по формуле:A device for measuring the flow rate of oxygen-containing gases, containing a heater, potentiometric and coulometric solid electrolyte cells, characterized in that a dehydrator filled with phosphoric anhydride is installed at the input of the device, and potentiometric and coulometric solid electrolyte cells are structurally made on a tube of solid electrolyte of the composition 0.85ZrO 2 +0 , 15Y 2 O 3 , and the temperature of the electrodes of the potentiometric solid electrolyte cell is set equal to (1008 ± 2) K by applying three alternately two calibration gas mixtures with an oxygen concentration that differs by more than two times, and the flow rate of the analyzed gas is calculated by the formula:
Figure 00000001
Figure 00000001
где Q - расход анализируемого газа, м3/с;where Q is the flow rate of the analyzed gas, m 3 / s; I - ток откачки кислорода кулонометрической твердоэлектролитной ячейкой, А;I is the oxygen pumping current by a coulometric solid electrolyte cell, A; М - молярная масса кислорода, кг/моль;M is the molar mass of oxygen, kg / mol; 4F - количество электричества, необходимое для электрохимического переноса одного моля кислорода, Кл/моль;4F - the amount of electricity required for the electrochemical transfer of one mole of oxygen, C / mol; Е - ЭДС потенциометрической твердоэлектролитной ячейки, В;E - EMF of a potentiometric solid electrolyte cell, V; R - молярная газовая постоянная, Дж/(моль·К);R is the molar gas constant, J / (mol · K); Т - рабочая температура потенциометрической твердоэлектролитной ячейки, К;T is the operating temperature of the potentiometric solid electrolyte cell, K; С0 - концентрация кислорода в окружающем атмосферном воздухе, кг/м3,With 0 the concentration of oxygen in the ambient air, kg / m 3 , при этом рабочая температура поддерживается с использованием в качестве термочувствительного элемента электродов потенциометрической твердоэлектролитной ячейки.
Figure 00000002
the operating temperature is maintained using a potentiometric solid electrolyte cell as a thermally sensitive element of the electrodes.
Figure 00000002
RU2006122078/22U 2006-06-20 2006-06-20 DEVICE FOR MEASURING THE CONSUMPTION OF OXYGEN CONTAINING GASES RU59240U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006122078/22U RU59240U1 (en) 2006-06-20 2006-06-20 DEVICE FOR MEASURING THE CONSUMPTION OF OXYGEN CONTAINING GASES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006122078/22U RU59240U1 (en) 2006-06-20 2006-06-20 DEVICE FOR MEASURING THE CONSUMPTION OF OXYGEN CONTAINING GASES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU59240U1 true RU59240U1 (en) 2006-12-10

Family

ID=37666248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006122078/22U RU59240U1 (en) 2006-06-20 2006-06-20 DEVICE FOR MEASURING THE CONSUMPTION OF OXYGEN CONTAINING GASES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU59240U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808098C1 (en) * 2022-12-16 2023-11-23 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") Device for measuring gas flow

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808098C1 (en) * 2022-12-16 2023-11-23 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА") Device for measuring gas flow

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Caneiro et al. Measurement and regulation of oxygen content in selected gases using solid electrolyte cells. IV. Accurate preparation of CO2-CO and H2O-H2 mixtures
US2949765A (en) Measuring circuit for fluid analyzers
RU59240U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE CONSUMPTION OF OXYGEN CONTAINING GASES
RU2483300C1 (en) Solid electrolyte sensor for amperometric measurement of gas mixture moisture
RU2635711C1 (en) Device for measuring volume fraction and partial pressure of oxygen in gases
RU2490623C1 (en) Solid electrolyte sensor for potentiometric measurement of hydrogen concentration in gas mixtures
RU63534U1 (en) DEVICE FOR MEASURING OXYGEN CONCENTRATION
RU2532139C1 (en) Method to measure oxygen in gas media
RU51228U1 (en) OXYGEN GAS ANALYZER SENSOR
JP3563399B2 (en) Gas analyzer
US20100207646A1 (en) Method for determining diffusion and/or transfer coefficients of a material
RU104731U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING ELECTROPHYSICAL, PHYSICAL-CHEMICAL PROPERTIES AND GAS-SENSITIVE CHARACTERISTICS OF NANOSIZED MATERIALS
Chehab et al. A hydrogen sensor based on bonded hydronium NASICON
Maskell et al. Detection of water vapour or carbon dioxide using a zirconia pump-gauge sensor
RU2796000C1 (en) Gas analyzer
RU2242722C2 (en) Method of measuring flow rate of oxygen containing gases
RU2808098C1 (en) Device for measuring gas flow
RU2745082C1 (en) Gas analyzer
RU59245U1 (en) DEVICE FOR MEASURING PARTIAL OXYGEN PRESSURE
JPS6159252A (en) Measurement of humidity
RU2755639C1 (en) Amperometric method for measuring the content of carbon monoxide in inert gases
RU63930U1 (en) PRESSURE PRESSURE PRESSURE SENSOR
RU2314522C1 (en) Arrangement for measuring of the concentration of oxygen in gases
Kondratyev et al. Coulunometry of oxygen, hydrogen and moisture molecular impurities in inert gases
JPH04191650A (en) Measuring apparatus for ion

Legal Events

Date Code Title Description
PC1K Assignment of utility model

Effective date: 20071221

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20120621