SI25400A - Elektrokemični merilec vsebnosti etanola v tekočini s kovinskima katalizatorjema - Google Patents

Abstract

Elektrokemični merilec vsebnosti etanola v tekočini s kovinskima katalizatorjema rešuje problem preprostega merjenja stopnje etanola v tekočini, predvsem v pijačah. Bistvena prednost merilca po tem izumu je velika selektivnost na etanol nasproti sladkorju in digitalni obliki izhodnega signala z vsemi podatki za daljne procesiranje. Ta izum definira izvedbo merilca z vpihavanjem vlažnega zraka do obeh elektrod merilne celice. Na ta način se do zgornje elektrode, v tekočino potopljenega merilca, dovajavlažen zrak (6) , to je kisik za kemični proces in vodo za vlaženje dielektrika. Isti zrak se vodi dalje do šobe (9), ki se nahaja v merjenem vzorcu tekočine (20) v primerni razdalji pod spodnjo elektrodo (14). Šoba generira mehurčke. Vsled gravitacije se mehurčki dvigujejo in širijo ter vpijajo hlape zelo hlapljivega etanola. Mehurčki z vsebnostjo etanola, hlapov vode in kisika se dvignejo do spodnje elektrode (14). Med spodnjo elektrodo in merjenim vzorcem se nahaja molekularno sito (15), ki na principukohezije loči tekočino od hlapov in zraka. Posledično do spodnje elektrode prispejo zgolj hlapi in plini, kar omogoči stabilno delovanje celice. Molekularni filter (15) izloči tudi škodljiv vpliv raztopin trdnih snovi v merjenem vzorcu in tako ščiti spodnjo elektrodo (14).

Description

Elektrokemični merilec vsebnosti etanola v tekočini s kovinskima katalizatorjema.

Ta izum rešuje izvedbo merjenja koncentracije etanola v vodi. Enak princip je možno uporabiti pri vseh merilcih etanola v vodni raztopini, ki so take izvedbe, da se delno ali v celoti potopijo v tekočino.

Današnje stanje tehnike merjenja koncentracije etanola v vodi nudi dve možnosti. V kolikor se v času meritve vsebnost etanola v tekočini ne troši, potem merilec lahko potopimo v merjeni vzorec. To so na primer: refraktometer, areometer in optični senzor. Taka merjenja večinoma temeljijo na merjenju vzorcev. Pri postopkih, pri katerih se vsebnost alkohola v tekočini troši v času meritve, potem zgolj potopitev merilca v alkoholno raztopino ne zadošča. Tak merilec je na primer biosenzor. Preprosta izvedba je, da tekočina teče iz rezervoarja, kjer se nahaja merjeni vzorec po cevki do merilca, na katerem se vzorec analizira. Po tej meritvi je tekočina odpadek in se kot taka vodi po odvodni cevi v odpadni rezervoar. Druga možnost je ta, da se merilec potopi v merjeno tekočino in se stalno in enakomerno pomika skozi tekočino. Izmenjavo tekočine lahko zagotovimo tudi tako, da je nameščen mehanski mešalec, ki zagotovi izmenjavo tekočine. Vsi ti postopki merjenja so nepraktični in povrhu nič kaj učinkoviti.

Rešitev oskrbe merilnega mesta merilca po tem izumu je taka, da merilec, potopljen v tekočino miruje, pod merilnem mestu pa vpihujemo zrak. Nastali mehurčki zraka se dvigujejo ob merilcu in povzročijo menjavo merjenega vzorca. Ta rešitev nima gibljivih mehanskih delov, izmenjava merilnega vzorca je hitra in zanesljiva.

Na ta način poleg potrebe po izmenjavi merjenega vzorca rešimo še več bistvenih zahtev za ustrezno delovanje naprave:

• Do elektrod dovajamo z zrakom potreben kisik za oksidacijo, kar je razvidno iz formule: oksidacija etanola v vodi: C2H5OH + H2O + 3O2 -» 4H2O + 2CO2 + E • Zaradi različne specifične teže tekočine nasproti zraku ter hlapom, pride ob mešanju z mehurčki zraka do kavitacijske separacije. Hlapi in plini se dvigujejo proti senzorju, tekočina pa izstopi iz separatorja. • Z vpihavanjem zraka v tekočino pride do kavitacije in v mehurčkih nastane bliskovito izparevanje. V mehurčkih se nahajajo hlapi etanola ter vode in zrak. V vodni raztopini etanola delujejo močne bipolarne vezi med molekulami etanola in vode. Posledično je tudi meritev vsebnosti etanola neposredno v vodni raztopini otežena. Z vnosom energije prestavimo merilni vzorec v višje agregatno stanje in pospešimo kemičen proces. Molekule vode in alkohola so v mehurčkih ločene za razliko od polarne vezi med temi molekulami v tekočini. • Pred merilnim mestom je molekularni filter, ki na principu kohezijskih sil loči tekočino od hlapov in zraka. Na ta način do merilnega mesta sploh ne pride tekočina. Proces merjenja je zato hitrejši, ker do katalizatorja hitreje prodrejo plinaste komponente in ne tekočina, to pa omogočata vpihavanje zraka in kavitacija. • Z vgradnjo molekularnega filtra izločimo škodljiv vpliv raztopin trnih snovi v merjenem vzorcu, kot sta vinski kamen KC4H5O6 in kuhinjska sol NaCl.

Etanol C2H5OH ( = EtOH ) in voda H2O imata polarne molekule, oziroma imata obe tekočini permanentne električne dipole. Električni dipol pomeni, da ima molekula na eni strani pozitiven ion, na drugi strani pa negativen ion. Čeprav so take molekule, gledano kot celota, brez električnega naboja, obstaja med alkoholom in vodo močna medmolekulska sila. Taka polarizacija ima pomembno vlogo pri spajanju molekul v verigo. To je razlog za popolno topnost etanola v vodi, in posledično gre za stabilno raztopino. To se imenuje dipolno - dipolna interakcija. V kolikor želimo izvesti katerokoli kemično reakcijo na bipolarni molekuli, moramo najprej razbiti to interakcijo, za to pa potrebujemo precej energije. Potrebujemo dovesti več energije, kot na primer za ionizacijo. V kolikor želimo oksidirati alkohol v vodni raztopini, moramo najprej disociirati molekule etanola od vode, da se lahko etanol sploh oksidira.

Razbitje dipolne interakcije in uplinjenje etanola lahko izvedemo s kavitacijo. Kavitacija je pojav, ko se v tekočini naglo zmanjša tlak in nastanejo mehurčki zraka in pare. To izvedemo tako, da v tekočino vpihavamo zrak. Ko zrak izstopi iz šobe se hitro tvorijo mehurčki. Ko se mehurčki dvigujejo, se širijo, in se njihov volumen veča. Ob širitvi volumna mehurčkov v vodi nastane na površini hitro znižanje tlaka. Padec tlaka dobesedno posrka molekule alkohola in vode v notranjost mehurčka, ker je presežen ravnotežni parni tlak. Tekočina na stiku z zrakom ima tendenco, da molekule tekočine izstopijo v zrak, to je iz tekočega, v plinasto stanje. Pri tem pojavu morajo molekule premagati parni tlak, to je pritisk, ki ga izvaja para na tekočo fazo. Ravnotežni parni tlak je pokazatelj hitrosti izhlapevanja tekočine. Ravnotežni parni tlak za vodo je 2,3 kPa, za etanol pa je 5,83 kPa pri 20 C°. Iz tega sledi, da je etanol 2,54 krat bolj hlapljiv od vode. V tekočino z vpihavanjem zraka vnesemo energijo, ki se manifestira kot intenzivno izhlapevanje. Izhlapevanje je tako intenzivno, da ima značaj izparevanja, kot pri vretju. Ker gre za intenzivno izparevanje pri temperaturi nižji od vrelišča tekočine, se to imenuje bliskovito izparevanje . Iz raztopine alkohola v vodi se v mehurčkih pojavijo proste molekule alkohola in vode. V kolikor vodimo disociirana etanol in kisik do katalizatorja, je oksidacija zelo burna.

Kemična reakcija v vinu, soku ali kisu je še bolj zahtevna zaradi prisotnosti vrste tretjih snovi. V teh tekočinah so prisotne različne snovi, ki motijo meritev prisotnosti etanola. Najbolj škodljivi snovi za delovanje merilne celice sta vinski kamen ( Potasium bitartrate = KC4H5O6) in kuhinjska sol ( Natrijev klorid = NaCI).

Izvedba merilca koncentracije etanola v tekočini s kovinskima katalizatorjema je shematično prikazano na Risbi 1. Deli na sliki so namenjeni prikazu delovanja naprave in niso risani v merilu glede na dejansko velikost. Na Sliki 1 je prikazana cevna povezava, ki vodi od zajetja zraka iz okolice 1, vbrizgavanje zraka v vodo 3 in vodenje ovlaženega zraka od izhoda 4 do vpihavanja zraka v merilec na mestu 6. Isti zrak je dalje voden po cevki iz izhoda 7 preko nepovratnega ventila 8 do šobe 9. Ostale črte na sliki predstavljajo električne vodnike, pretežno več žilne. Sestavni deli merilca in postopka so številčno označeni: 1 Zajetje zraka iz okolice. 2 Črpalka zraka z možnostjo regulacije. 3 Vbrizgavanje zraka v vodo. 4 Izhod iz generatorja vlažnega zraka. 5 Generator vlažnega zraka s plino-tesno zaprto posodo in delno napolnjen z vodo. 6 Vbrizgavanje vlažnega zraka nad zaščitno tkanino. 7 Izhod vlažnega zraka pod pritiskom. 8 Nepovratni ventil. 9 Šoba za brizganje zraka pod merilno mesto. 10 Senzor vlage in temperature. 11 Zaščitna tkanina iz mikro vlaken. 12 Zgornja elektroda s katalizatorjem. 13 Dielektrik, ki je hkrati ločilna membrana. 14 Spodnja elektroda s katalizatorjem. 15 Polprepustni filter, ki loči tekočino od plinov in par. 16 Senzor temperature merjenega vzorca. 17 Mikroprocesorska enota, ki vsebuje tudi analogni vhod za krmiljenje senzorja in ojačenje signala senzorja, močnostno enoto za krmiljenje zračne črpalke, ter USB povezavo. 18 Izhod z vsemi podatki iz merilca v USB formatu in vhodom za dovajanje potrebne električne energije. 19 Ohišje merilca. 20 Merjeni vzorec.

Merilna celica je sestavljena iz plasti 12, 13 in 14. Poleg teh plasti na celico nalegata zaščitna plast tkanine 11 in molekularni filter 15.

Na risbi krogci v generatorju vlažnega zraka 5 predstavljajo mehurčke ovlaženega zraka, krogci v merjenem vzorcu 20 EtOH + H2O pa predstavljajo mehurčke napolnjene z zrakom, hlapom vode in alkoholnih par.

Merilna naprava, ki v celoti tvori elektrokemični merilec vsebnosti etanola v tekočini s kovinskima katalizatorjema sestoji iz več podsklopov. Osnovni sestavni del je vgrajen v ohišju 19 . To ohišje je iz električno neprevodne in iz zdravju neškodljive plastike, odporno na kemično agresivne snovi. Ohišje 19 je izdelano kot vodno nepropustno do globine 1,5 m po standardu IP68.

Merilec etanola v vodi s ciljem merjenja koncentracije etanola v vinu, sladkih pijačah in kisu temelji na zgoraj opisani kavitaciji, ki iz merjenega vzorca izloči etanol in vodo v obliki pare. Zgolj uplinjanje s pomočjo kavitacije ne zadošča, da povsem izločimo negativen vpliv raztopin trdnih snovi na merilno mesto. Za trajno zanesljivo delovanje merilne celice rabimo popolno selekcijo par od tekočine in v njej raztopljenih škodljivih snovi. Posledica zastrupitve merilne celice s temi snovi je, da se občutljivost celice na etanol s časom manjša. Bistvena prednost je, da je etanol, kot zgoraj dokazano, zelo hlapen. Pred merilno celico se nahaja filter 15 , ki ločuje pare od tekočine. Filter je izdelan iz PTFE ( polyetrafluorethylene = ( C2F4),, ) s komercialnim imenom Teflon. Teflon nima nobenih kohezijskih sil do vode in etanola. Napačno je mnenje, da Teflon zaradi svoje hidrofobne lastnosti odbija vodo. Napačno je tudi mišljenje, da obstajajo adhezijske sile. Niti eno, niti drugo ne obstaja. V naravi obstajajo zgolj sile, ki privlačijo molekule tekočine, ali jih ni, ne obstajajo pa trdne snovi, ki vodo ali druge tekočine odbijajo. Kadar ni kohezijskih sil, pridejo do učinka bipolarne sile v tekočinah, kar daje vtis, kod da trdna snov odbija tekočino. V odsotnosti kohezijskih sil, v raztopini etanola v vodi neovirano delujejo dipolno - dipolno interakcijske sile. Te sile, usmerjene v središče tekočine imajo za posledico, da teži raztopina k tvorjenju kapljic. Kapljice vode z vsebnostjo etanola so v mikro svetu dokaj čvrste mehanske tvorbe. Ne moremo jih zlahka zriniti skozi odprtine velikosti 1 pm ali manj. Za prečkanje vode v tekoči fazi morajo biti odprtine velikosti najmanj 4 pm. Uporabimo Teflon, ki ima kanale prečno na njegovo dolžino v velikostnem razredu 1 pm. Tako režo zlahka prečkajo pare, ne more pa jo prečkat alkoholna raztopina.

Dielektrik je označen s številko 13 . Njegova funkcija je prevajanje ionov, elektrone pa ne prevaja, je zato električni izolator. Dielektrik je protonsko izmenljiva membrana ( PEM = Polymer Electrolite Membrane ali tudi Proton Exchange Membrane). To je na tržišču še povsem nov in zelo higroskopen, trden material. V dielektriku so kanali velikosti 4 do 10 pm. V kolikor dielektrik izsušimo, preneha delovat, v kolikor pa ga zalijemo z vodo, pa do katalizatorja težko dospe kisik. Do katalizatorja 12 , ki je hkrati tudi elektroda, moramo dovajati kisik, do dielektrika pa preko porozne elektrode 12 , tudi vodo. S pomočjo zračne črpalke 2 , ki zajema zrak iz okolice na mestu 1 , zrak pod pritiskom vodimo po cevki do naprave za vlaženje zraka 5 . Zrak vstopa na mestu 3 in ga vodimo v destilirano vodo. Ovlažen zrak vodimo pri izhodu iz vlažilca 4 naprej do mesta 6 , tik nad gornjo elektrodo merilne celice. Zaščitna tkanina 11 je mehanska opora za elektrodo 12 in razprši zrak ter vlago. Ko vlažen zrak opravi navedeno funkcijo, izstopi iz komore na mestu 7 . Naprej vodimo zrak pod pritiskom preko nepovratnega ventila 8 na mesto vpihavanja s šobo 9 . Zrak nad šobo 9 tvori kavitacijske mehurčke v merjeni tekočini H2O + EtOH . Nepovratni ventil 8 ima sledeči funkciji: z lastnim uporom, ko moramo za prepustnost premagati tlak v ventilu, ustvari nad merilno celico rahel in definiran nadtlak. Tako trajno stiska celične plasti. V primeru, da je merilec v celoti potopljen v tekočino, zračna črpalka pa ne deluje, nepovratni ventil prepreči povraten vdor merjene tekočine v komoro nad dielektrikom.

Ustvarjen dotok zraka od zračne črpalke 2 , preko generatorja vlažnega zraka 5 , dovaja potreben vlažen zrak v komoro nad merilno celico. Ne glede na količino dovedenega zraka v komoro, ta v vsakem primeru dovaja dovolj kisika za kemični proces v celici. Količina dovedene vlage, oziroma vode v plinastem stanju, pa je odvisna od več faktorjev. Voda se generira na zgornji elektrodi v času zgorevanja etanola v celici in je vlažnost dielektrika pogojena tudi z aktivnostjo celice same poleg temperature celice. Da kontroliramo vlažnost nad merilno celico, je blizu zaščitne tkanine vgrajen senzor 10 za merjenje vlažnosti do 100% RH in merilec temperature do 60C°. Elektronsko vezje povratno vpliva na količino dovajanega zraka s hitrostjo delovanja zračne črpalke 2 . Tako se ustvarijo kontrolirani pogoji za stabilno delovanje merilne celice. To je pomembno iz razloga točnosti in ponovljivosti merjenja in moramo kontrolirati in stabilizirati vse spremenljive vplive za delovanje celice. Temperatura merjene tekočine izrazito vpliva na rezultat meritve. Na ta vpliv pri prenosni izvedbi naprave nimamo vpliva in ga moramo kot takega stalno meriti in upoštevati njegov vpliv. Pri nizkih temperaturah delovanje merilne celice ni možno in v takem primeru odstopimo od merjenja ter opozorimo uporabnika na prenizko temperaturo. To še posebej velja za vzorce meritve vzete iz hladilnika. Vpliv temperature je dvojen. Prvič vpliva na uparjanje etanola in vode v mehurčke, ki je v eksponentni odvisnosti od temperature. Drugič, temperatura vpliva tudi na kemični proces katalitičnega izgorevanja alkohola v celici. Zaradi kompenzacije teh vplivov sta nameščena dva merilca temperature. En merilec se nahaja v tekočini z mehurčki pod celico 16 in drug merilec tik nad celico 10 Vpliv temperature se kompenzira po programu v procesorju merilca 17 . Procesor neposredno krmili zračno črpalko 2 , podatke o koncentraciji alkohola, o vlažnosti nad celico in temperaturi pa gre v nadaljnjo obravnavo preko USB izhoda 18 . USB priključek je tudi izvor električne energije za obdelavo procesorja 17 , črpalke 2 in digitalnih merilcev 10 in 16. Skupna energijska poraba je manj kot 7W, kar po standardu ustreza zmožnosti USB povezave.

Merilna celica ima na srečo že izvorno energetsko bogat izhodni signal. To lastnost lahko pri konstrukciji temeljito izkoristimo. Celica lahko v praznem teku, to pomeni brez bremena, ustvari na izhodu napetost do 0,3 V. Zavedati se moramo, da je celica tokovni in ne napetostni generator. Izhodna napetost ni odvisna od koncentracije etanola, temveč je izhodni tok odvisen od koncentracije etanola. Celica pri odprtih sponkah, to je brez električnega stika med elektrodama, da na izhodu napetost preko 0,1 V samo, da 1 zavoha 1 etanol. Ne moremo meriti koncentracije etanola kot funkcijo napetosti odprtih sponk. Elektrodi moramo povezati z električnim vodnikom in merimo tok med elektrodama. Tok pa je odvisen od koncentracije etanola, kar je bistveno za meritev. V tem je tudi energetska logika. V kolikor merimo napetost odprtih sponk z voltmetrom, vanj ne teče električni tok in meritev je brez energetske porabe. To seveda pomeni, da je napetost odprtih sponk neodvisna od velikosti oksidacije etanola ali energetsko neodvisna od potrošnje goriva. Ko pa merimo tok med elektrodama, se z oksidacijo etanola ustvarjena energija intenzivno troši. Energetska povezava je očitna. Več etanola, več oksidacije, višji tok elektronov preko povezave med elektrodama. Čim manjša je električna upornost povezave med elektrodama, večji je tok med elektrodama, bolj je stabilno delovanje merilne celice. To se predvsem odraža v času regeneracije celice po meritvi. V času izpostavljanja celice etanolu se v dielektriku kopičijo ioni, vodikovi protoni. Protoni so nosilci energije. Če elektrodi kratko staknemo, se ta energija hitro izrabi in dielektrik sprazni protonov. Skratka, manjša kot je električna upornost povezave, bolj točna je meritev in hitrejša je regeneracija celice po meritvi.

Kakšne morajo biti elektrode, da ustrezajo? Zahteve so hujše od pričakovanj. Površina elektrod ne vpliva na napetost odprtih sponk. V kolikor merimo izhodno napetost brez električnega bremena, je napetost na elektrodah neodvisna od površine elektrod, vedno je blizu 0,3 V. Ko pa elektrodi električno povežemo, steče električni tok, ki je sorazmeren s površino elektrod in seveda koncentraciji etanola. Kolikšna je potrebna površina elektrod za potrebe meritev, je odgovor na dlani. Potrebna površina je odvisna od možnosti ojačitve signala s strani elektronskega vezja. Praksa je pokazala, da zadošča površina približno 1 cm2 . Površina vpliva tudi na ceno, ker gre za drag katalizator, preciznost izdelave in velikost merilca. To so pogoji, ki vplivajo na to, da je pri današnjem stanju tehnike optimalna površina 1 cm2 . Lahko predvidimo, da se bo optimalna površina s časom zmanjšala na približno polovico. Elektrodi morata biti porozni, da omogočita pretok par tekočine.

Katera kovina je primeren za katalizator? Celica v principu deluje na vse platinaste kovine in njihove zlitine. Izbor kovine vpliva na delovanje celice in na ceno celice. Tudi tu poiščemo optimalno rešitev. Je pa ene zahteva, ki bistveno vpliva na izbor kovin. Merilna naprava ima temeljno zahtevo, da na izhodu ne sme biti signala, kadar ni prisoten merjenec, v tem primeru etanol. V kolikor za elektrodi uporabimo različni kovini, ima to lahko nekatere pozitivne vplive na delovanje celice, toda med različnima kovinama so vedno potencialne razlike. V bistvu naredimo galvanski člen. Ker je v našem primeru med elektrodama nizko ohmska povezava, se pri različnih kovinah celica obnaša kot baterija v kratkem stiku. To slej ko prej vodi do uničenja celice. Preprosta je rešitev, da sta oba katalizatorja iz iste kovine in ni prisotna napetost že v startu, skratka lepa nič napetosti navzdol do mikrovoltov.

Kako debelo plast katalizatorja rabimo? Nizko ohmska povezava med elektrodama potrebuje dobro prevodnost katalizatorjev. Prevodnost izboljšujemo z debelino katalizatorja. Tok preko katalizatorja je pri visoki koncentracija etanola tako velik, da se lahko pretenek katalizator celo uniči. Slaba stran debelega nanosa katalizatorja je zmanjšanje poroznosti in podaljšanje časa odziva celice, ker morajo merilne snovi prečkati daljšo pot in ne nazadnje višja cena. Ker imamo tudi tu nasprotne vplive in interese poiščemo optimum, ki ni teoretično opredeljiv.

Pri izvedbi katalizatorja moramo zagotoviti poleg pretoka elektronov od katalizatorja do elektrod, kar je zgoraj navedeno, tudi pretok ionov od katalizatorja do dielektrika. To zagotovimo tako, da se v času izdelave katalizatorja doda kovini raztopina dielektrika v koncentraciji nekaj procentov snovi dielektrika.

Kje so meje uporabnosti takega merilca? Meji sta spodnja in zgornja meja merjenja koncentracije. V osnovi je celica izredno občutljiva, to je zadostno reagira pod koncentracijo 0,5% etanola v vodi. Gornja meja merilca je pogojena z zasičenjem dielektrika. Dielektrik lahko prevaja ione samo do neke gornje meje in pride do zasičenja. Tako se proces ustavi, ker je dosežena zgornja meja zmogljivosti celice. Na obe meji vpliva molekularni filter, nameščen pod elektrodo 14 . Filter v vsakem primeru premakne obe meji navzgor. Ker je merilna celica zelo občutljiva, je to za delovanje naprave ugodno. Z gostoto filtra postane spodnja meja kritična. V kolikor težimo k večji občutljivosti merilca, potrebujemo zadostno prepustnost filtra vkljub veliki občutljivosti celice. Tu se srečamo z nenavadnim pojavom. Merilna celica deluje na molekularnem nivoju. Sicer mikro svet postane pri merilni celici zaznavno velik. Molekularni pojavi v celici so tako izraziti, da na izhodu čutimo skoraj vsak ion in izhodni signal ni miren, temveč poln impulzov nedefiniranega ponavljanja. To imenujemo v elektroniki beli šum. Šum lahko zakrije koristen signal in zato vpliva na merjenje pri nizkih koncentracijah etanola. Iz navedena sledi, da je potrebno iskati optimum dušenja filtra glede na potrebe. Izhajamo iz zahteve za katero področje koncentracije etanola potrebujemo napravo. Vsekakor je dobra stran te možnosti, da lahko zgornjo mejo dvignemo nad 20% etanola v vodi.

Kako je s kalibracijo merilca? Tu sta dve meji. Spodnja meja je, ko moramo imeti signal nič pri merilcu potopljen v destilirano vodo. Drugo merilno točko si lahko izberemo. Na srečo lahko pri merilcih stopnje etanola v vodi izdelamo etalon kar sami, ker lahko točno in preprosto mešamo volumsko določene koncentracije obeh tekočin in imamo etalon za kalibracijo. USB izhod se lahko vodi do poljubne digitalne naprave z zaslonom. Na zaslonu lahko prikazujemo vse izmerjene podatke, predvsem pa ciljni podatek, koncentracijo etanola v vzorcu. Na zaslonu se izpišejo tudi vsa potrebna navodila za merjenja. To so dovoljenje za začetek meritve, na kar bistveno vpliva vlažnost dielektrika, opozorilo v primeru prenizke temperature tako merjene tekočine, kot okoliškega zraka in druga navodila. Med pomembna navodila spada dovoljenje za ponovno merjenje, ko naprava zazna uspešno regeneracijo celice po zadnji meritvi. Na zaslonu se izpišejo tudi vmesna stanja, kot je potek priprave merjenja in stanje regeneracije po opravljeni meritvi z oceno časa trajanja vmesnih stanj. USB priključek je tudi namenjen energetskemu napajanju merilca, ki znaša približno 5 W. Glavni energetski potrošnik je zračna črpalka. V kolikor napajamo merilec iz omrežja, je poraba zanemarljiva. V kolikor napajamo iz prenosne naprave z baterijskim napajanjem, moramo računati na porabo kapacitete približno 500 mAh na meritev.

Claims (5)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Elektrokemični merilec vsebnosti etanola v tekočini s kovinskima katalizatorjema, označen s tem, da za delovanje koristi dovod zraka kontrolirane vlažnosti z nadtlakom do zgornje elektrode (12).
2. 2. Elektrokemični merilec vsebnosti etanola v tekočini s kovinskima katalizatorjema po zahtevku 1, označen s tem, da z vpihavanjem zraka pod tlakom v merjeno tekočino (20) pod spodnjo elektrodo (14) ustvarimo mehurčke v katerih se nahajajo zrak in hlapi etanola ter vode.
3. 3. Elektrokemični merilec vsebnosti etanola v tekočini s kovinskima katalizatorjema po zahtevku 1 in 2, označen s tem, da se nahaja med merjenim vzorcem ( 20) in merilno celico polprepustni filter (15 ) ki ne prepušča snovi v tekoči fazi.
4. 4. Elektrokemični merilec vsebnosti etanola v tekočini s kovinskima katalizatorjema po zahtevku 1, 2 in 3, označen s tem, da se vlažnost in temperatura nad zgornjo elektrodo merilne celice (12 ) merita z elektronskim merilcem (10) in podatki o teh veličinah vodijo do procesorja.
5. 5. Elektrokemični merilec vsebnosti etanola v tekočini s kovinskima katalizatorjema po zahtevku 1, 2, 3 in 4, označen s tem, da se meri temperatura merjenega vzorca ( 20) s pomočjo merilca temperature (16) in se ta podatek vodi do procesorja.