RU63930U1 - PRESSURE PRESSURE PRESSURE SENSOR - Google Patents

PRESSURE PRESSURE PRESSURE SENSOR Download PDF

Info

Publication number
RU63930U1
RU63930U1 RU2005138674/22U RU2005138674U RU63930U1 RU 63930 U1 RU63930 U1 RU 63930U1 RU 2005138674/22 U RU2005138674/22 U RU 2005138674/22U RU 2005138674 U RU2005138674 U RU 2005138674U RU 63930 U1 RU63930 U1 RU 63930U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
water vapor
partial pressure
pressure
atmospheric air
Prior art date
Application number
RU2005138674/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Павлович Пирог
Александр Михайлович Габа
Сергей Федорович Новицкий
Вячеслав Васильевич Мартыненко
Галина Васильевна Кюрс
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 RU2005138674/22U priority Critical patent/RU63930U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU63930U1 publication Critical patent/RU63930U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Предполагаемая полезная модель относится к измерительной технике. Цель полезной модели - создание датчика парциального давления водяного пара для измерения в диапазоне от 0 до 13,3 Па. В основу работы датчика положен электролитический метод измерений. Сущность этого метода заключается в поглощении молекул водяного пара, попадающих из атмосферного воздуха на рабочую поверхность датчика. Рабочая поверхность датчика состоит из стеклянной цилиндрической пробирки, двух платиновых электродов, выполненных в виде геликоидальных несоприкасающихся спиралей, промежуток между которыми заполнен пленкой сорбента из фосфорного ангидрида. Под воздействием напряжения постоянного тока, приложенного к электродам, происходит электролитическое разложение водяного пара на водород и кислород. Новым для датчика парциального давления водяного пара является то, что массоперенос молекул водяного пара из атмосферного воздуха осуществляется на внешнюю поверхность рабочей части датчика, а ток электролиза определяется величиной парциального давления водяного пара, температурой и геометрическими размерами рабочей части датчика. Предлагаемый датчик иллюстрируется чертежом. Технические характеристики подтверждаются двумя таблицами.The proposed utility model relates to measurement technique. The purpose of the utility model is to create a partial pressure sensor for measuring water vapor in the range from 0 to 13.3 Pa. The sensor is based on the electrolytic measurement method. The essence of this method is the absorption of water vapor molecules falling from atmospheric air to the working surface of the sensor. The working surface of the sensor consists of a cylindrical glass tube, two platinum electrodes made in the form of helicoidal non-contacting spirals, the gap between which is filled with a sorbent film of phosphoric anhydride. Under the influence of a DC voltage applied to the electrodes, electrolytic decomposition of water vapor into hydrogen and oxygen occurs. New to the partial pressure sensor for water vapor is that the mass transfer of water vapor molecules from atmospheric air to the external surface of the working part of the sensor, and the electrolysis current is determined by the partial pressure of water vapor, temperature and geometric dimensions of the working part of the sensor. The proposed sensor is illustrated in the drawing. Technical specifications are confirmed by two tables.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения парциального давления водяного пара в диапазоне от 0 до 13,3 Па в атмосферном воздухе при давлениях от 1,33·10-1 до 1,07·105 Па.The utility model relates to measuring technique and can be used to measure the partial pressure of water vapor in the range from 0 to 13.3 Pa in atmospheric air at pressures from 1.33 · 10 -1 to 1.07 · 10 5 Pa.

Известны датчики влажности резистивного типа (патент РФ №2109778 6 C 08 L 79/08), сорбционно-частотного типа (технические условия 5К0.155.010 ТУ) и сорбционно-емкостного типа (http://www.miczofor.ru/public/tezis_iva9.htm)Known humidity sensors of the resistive type (RF patent No. 2109778 6 C 08 L 79/08), sorption-frequency type (technical conditions 5K0.155.010 TU) and sorption-capacitive type (http://www.miczofor.ru/public/tezis_iva9 .htm)

Датчики резистивного и сорбционно-частотного типа имеют невысокую чувствительность и применяются при измерении относительной влажности воздуха в диапазоне от 0 до 100%.Resistive and sorption-frequency sensors have a low sensitivity and are used when measuring relative air humidity in the range from 0 to 100%.

Датчики сорбционно-емкостного типа измеряют ультранизкие концентрации водяного пара в диапазоне от -100°Ст.р. до -60°Ст.р., но работают в проточной среде анализируемого газа.Sorption-capacitive type sensors measure ultra-low concentrations of water vapor in the range from -100 ° St. to -60 ° St. R., but operate in a flowing medium of the analyzed gas.

Наиболее близкой к заявленному датчику является кулонометрическая ячейка (а.с. СССР №1357814, G 01 №27/02), состоящая из расположенных во внутреннем канале диэлектрического корпуса проволочных платиновых геликоидальных электродов, покрытых пленкой сорбента. В качестве пленки сорбента применяется, например, пленка частично гидратированного фосфорного ангидрида Р2О5. К электродам через выводы на наружной поверхности корпуса подводится электрическое напряжение постоянного тока.Closest to the claimed sensor is a coulometric cell (a.s. As the sorbent film, for example, a film of partially hydrated phosphorus anhydride P 2 O 5 is used . To the electrodes, through the terminals on the outer surface of the housing, a DC voltage is applied.

Анализируемый газ пропускается по внутреннему каналу корпуса со стороны рабочей части. В ячейке непрерывно происходят два процесса: практически полное поглощение влаги пленкой гигроскопического вещества с образованием фосфорной кислоты и электролиз воды на кислород и водород с регенерацией фосфорного ангидрида.The analyzed gas is passed through the internal channel of the housing from the side of the working part. Two processes continuously occur in the cell: the almost complete absorption of moisture by a film of a hygroscopic substance with the formation of phosphoric acid and the electrolysis of water for oxygen and hydrogen with the regeneration of phosphoric anhydride.

Р2O52O→2НРО3 P 2 O 5 + H 2 O → 2HPO 3

2НРО3→Н2+1/2O22O5 2НРО 3 → Н 2 + 1 / 2O 2 + Р 2 O 5

При постоянном расходе газа согласно закону Фарадея ток электролиза пропорционален объемной доле влаги, содержащейся в анализируемом газе.At a constant gas flow rate according to the Faraday law, the electrolysis current is proportional to the volume fraction of moisture contained in the analyzed gas.

Датчик с использованием кулонометрической ячейки позволяет измерять ультрамалые концентрации влаги, но при этом анализируемый газ должен с постоянным расходом поступать во внутренний канал кулонометрической ячейки.The sensor using a coulometric cell allows you to measure ultra-low moisture concentrations, but the analyzed gas must flow into the internal channel of the coulometric cell with a constant flow rate.

Сущность полезной модели состоит в том, что датчик парциального давления водяного пара, состоящий из стеклянной цилиндрической пробирки, на наружной поверхности которой расположены две геликоидальные несоприкасающиеся спирали, а промежутки между ними заполнены пленкой сорбента, отличается от прототипа тем, что массоперенос молекул водяного пара из атмосферного воздуха осуществляется на внешнюю поверхность рабочей части датчика, а ток электролиза определяется парциальным давлением водяного пара, температурой и геометрическими размерами рабочей части датчика.The essence of the utility model is that the partial pressure sensor for water vapor, consisting of a cylindrical glass tube, on the outer surface of which there are two helicoidal non-contacting spirals, and the spaces between them are filled with a sorbent film, differs from the prototype in that the mass transfer of water vapor molecules from atmospheric air is carried out on the external surface of the working part of the sensor, and the electrolysis current is determined by the partial pressure of water vapor, temperature and geometric dimensions ramie working sensor parts.

где I - ток электролиза, А;where I is the electrolysis current, A;

- средняя арифметическая скорость молекул водяного пара, ; is the arithmetic average speed of water vapor molecules, ;

R - молярная (универсальная) газовая постоянная, ;R is the molar (universal) gas constant, ;

Т - температура поверхности рабочей части датчика, К;T is the surface temperature of the working part of the sensor, K;

М - молярная масса водяного пара, ;M is the molar mass of water vapor, ;

- парциальное давление водяного пара в атмосферном воздухе, Па; - partial pressure of water vapor in atmospheric air, Pa;

D - диаметр цилиндра пробирки рабочей части датчика, м;D is the cylinder diameter of the tube of the working part of the sensor, m;

L - длина рабочей части датчика, м;L is the length of the working part of the sensor, m;

е - заряд электрона, Кл;e is the electron charge, C;

n - количество электрохимически разложенных молекул водяного пара в единицу времени, ;n is the number of electrochemically decomposed molecules of water vapor per unit time, ;

N - масса молекул водяного пара, приходящихся на активную поверхность рабочей части датчика в единицу времени, ;N is the mass of water vapor molecules falling on the active surface of the working part of the sensor per unit time, ;

m - относительная молекулярная масса одной электрохимически разложенной молекулы водяного пара.m is the relative molecular weight of one electrochemically decomposed water vapor molecule.

На фигуре приведен чертеж датчика парциального давления водяного пара, в основу работы которого положен электролитический метод измерений, сущность которого заключается в поглощении молекул водяного пара, попадающих из The figure shows a drawing of a partial pressure sensor for water vapor, which is based on the electrolytic method of measurement, the essence of which is the absorption of water vapor molecules falling from

атмосферного воздуха на рабочую поверхность датчика. Он состоит из стеклянной цилиндрической пробирки 1, двух платиновых электродов 2, выполненных в виде геликоидальных несоприкасающихся спиралей, промежуток между которыми заполнен пленкой сорбента из фосфорного ангидрида. Под воздействием напряжения постоянного тока, приложенного к электродам, происходит электролитическое разложение водяного пара на водород и кислород. Внутри пробирки находится нагреватель 3, который вместе с датчиком температуры на терморезисторе 4 и термометром сопротивления 5 термостатируют датчик при положительных температурах. Выводы всех элементов датчика запаяны на контакты 6, запрессованные в фторопластовую втулку сложной формы 7, которая фиксирует стеклянную пробирку относительно корпуса 8 с помощью винтов 9 и ступенчатой шайбы 10.atmospheric air to the working surface of the sensor. It consists of a cylindrical glass tube 1, two platinum electrodes 2, made in the form of helicoidal non-contacting spirals, the gap between which is filled with a sorbent film of phosphoric anhydride. Under the influence of a DC voltage applied to the electrodes, electrolytic decomposition of water vapor into hydrogen and oxygen occurs. Inside the tube is a heater 3, which, together with a temperature sensor on the thermistor 4 and a resistance thermometer 5, thermostat the sensor at positive temperatures. The conclusions of all the sensor elements are sealed on contacts 6, pressed into a fluoroplastic sleeve of complex shape 7, which fixes the glass tube relative to the housing 8 using screws 9 and a step washer 10.

Для подтверждения промышленной применимости полезной модели датчика парциального давления водяного пара проведены следующие испытания:To confirm the industrial applicability of the utility model of the partial pressure sensor for water vapor, the following tests were carried out:

1. Определение основной приведенной погрешности (табл.1)1. Definition of the basic reduced error (table 1)

2. Определение постоянной времени (табл. 2)2. The determination of the time constant (table. 2)

Проведенные испытания подтверждают возможность измерения парциального давления водяного пара в диапазоне от 0 до 13,3 Па с основной приведенной погрешностью ±10%.The tests carried out confirm the possibility of measuring the partial pressure of water vapor in the range from 0 to 13.3 Pa with a basic reduced error of ± 10%.

ТаблицыTables

Таблица 1Table 1 Номер датчикаSensor Number Диапазон измерений, ПаRange of measurements, Pa Парциальное давление водяного пара, ПаPartial pressure of water vapor, Pa Основная приведенная погрешность, %The main reduced error,% ДействительноеValid ИзмеренноеMeasured 1one 4,6·10-2 4.6 · 10 -2 4,514,51 22 0...1,33·10-1 0 ... 1.3310 -1 4·10-2 4 · 10 -2 5,05·10-2 5.0510 -2 7,897.89 33 5,3·10-2 5.3 · 10 -2 9,789.78 1one 3,1·10-1 3.1 · 10 -1 5,265.26 22 0...1,330 ... 1.33 2,4·10-1 2.4 · 10 -1 3,4·10-1 3.4 · 10 -1 7,527.52 33 3,1·10-1 3.1 · 10 -1 7,527.52 1one 4,24.2 6,026.02 22 0...13,30 ... 13.3 3,43.4 3,73,7 2,262.26 33 4,24.2 6,026.02 Таблица 2table 2 Номер датчикаSensor Number Диапазон измерений, ПаRange of measurements, Pa Постоянная времени, сTime constant, s При увеличении парциального давления водяного параWith increasing partial pressure of water vapor При уменьшении парциального давления водяного параWith a decrease in the partial pressure of water vapor 1one 0...1,33·10-1 0 ... 1.3310 -1 2,52,5 1,01,0

Claims (1)

Датчик парциального давления водяного пара, состоящий из стеклянной цилиндрической пробирки, отличающийся тем, что на наружной поверхности расположены два платиновых электрода в виде геликоидальных несоприкасающихся спиралей, промежутки между ними заполнены пленкой сорбента из фосфорного ангидрида, а парциальное давление водяного пара при стабильной положительной температуре и выбранными геометрическими размерами определяется величиной тока электролиза молекул водяного пара, попадающих на рабочую поверхность датчика.
Figure 00000001
Partial pressure sensor for water vapor, consisting of a cylindrical glass tube, characterized in that on the outer surface there are two platinum electrodes in the form of helicoidal non-contacting spirals, the gaps between them are filled with a sorbent film of phosphoric anhydride, and the partial pressure of water vapor at a stable positive temperature and selected geometric dimensions is determined by the magnitude of the electrolysis current of water vapor molecules falling on the working surface of the sensor.
Figure 00000001
RU2005138674/22U 2005-12-12 2005-12-12 PRESSURE PRESSURE PRESSURE SENSOR RU63930U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005138674/22U RU63930U1 (en) 2005-12-12 2005-12-12 PRESSURE PRESSURE PRESSURE SENSOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005138674/22U RU63930U1 (en) 2005-12-12 2005-12-12 PRESSURE PRESSURE PRESSURE SENSOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU63930U1 true RU63930U1 (en) 2007-06-10

Family

ID=38313658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005138674/22U RU63930U1 (en) 2005-12-12 2005-12-12 PRESSURE PRESSURE PRESSURE SENSOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU63930U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2801789C1 (en) * 2022-06-28 2023-08-15 Алексей Владимирович Кирюхин Device for evaluation of partial pressure of non-condensed gas in geothermal steam

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2801789C1 (en) * 2022-06-28 2023-08-15 Алексей Владимирович Кирюхин Device for evaluation of partial pressure of non-condensed gas in geothermal steam

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2014119253A (en) SENSOR POLLING
Gębicki et al. Prototype of electrochemical sensor for measurements of volatile organic compounds in gases
Thomas et al. Automatic Apparatus for Determination of Small Concentrations of Sulfur Dioxide in Air. New Countercurrent Absorber for Rapid Recording of Low and High Concentrations
KR101488438B1 (en) Electrochemical gas sensor
RU188416U1 (en) Sensor for measuring the concentration of oxygen, hydrogen and humidity of gas mixtures
RU63930U1 (en) PRESSURE PRESSURE PRESSURE SENSOR
JP2013083650A (en) Calibration technology for calibrating zirconium oxide oxygen sensor and calibrated sensor
RU2490623C1 (en) Solid electrolyte sensor for potentiometric measurement of hydrogen concentration in gas mixtures
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
RU2532139C1 (en) Method to measure oxygen in gas media
CN100363740C (en) Dual-solid electrolyte Co2 sensor and production thereof
RU63534U1 (en) DEVICE FOR MEASURING OXYGEN CONCENTRATION
US4798655A (en) Multiparameter analytical electrode structure and method of measurement
Giahi et al. A new lidocaine-selective membrane electrode based on its sulfathiazole ion-pair
RU2540450C1 (en) Method to measure oxygen content and moisture of gas
RU2314522C1 (en) Arrangement for measuring of the concentration of oxygen in gases
RU59240U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE CONSUMPTION OF OXYGEN CONTAINING GASES
RU2785521C1 (en) Coulometric hygrometer
Gudiksen et al. Comparison of an electrochemical and a colorimetric determination of ozone
RU2755639C1 (en) Amperometric method for measuring the content of carbon monoxide in inert gases
RU2796000C1 (en) Gas analyzer
RU2808098C1 (en) Device for measuring gas flow
RU2812803C1 (en) Hygrometer
RU2554663C1 (en) Electrochemical cell for analysing sulphur-containing gases

Legal Events

Date Code Title Description
PC1K Assignment of utility model

Effective date: 20080523

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

Effective date: 20101213