SU1004855A1 - Электрохимический датчик концентрации кислорода - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройствам первичного преобразовани  физико-химических параметров водной среды и может найти применение в измерительных комплексах, предназначенных дл  гидрологических исследований, в частности дл  определени  концентрации кислорода в воде.

Известны устррйства первичного преобразовани  физико-химических параметров водной среды, содержащие расположенные на изол торе электроды с выводами- дл  их подключени  к внешней цепи fl.

Нашболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  контрол  кислородного режима жид ких и газовых сред,включающее корпус, в которрм расположены блок электродов с двум  электродами, выполненный в виде цилиндра,и электролитную камеру,, на,торце которой расположен мембрана . Один из электродов вмонтирован в торцовую часть наконечника блока j электродов, а второй -электрод размещен на наружной поверхности блока электродов. В .этом устройстве электролитна  . образована блоком электродов и корпусом 2}.

Недостатками известного устройст ва  вл ютс  наличие конструктивного предела уТ еньшени  диаметра торцовой поверхности камеры,что ограничивает :. возможность применени  известного датчика при измерени х в малых исследуемых объемах, и невозможнбсть регули ровани  чувствительности датчика.

Первый недостаток обусловлен

10 размещением в торцовой плоскости блока электродов, а второй - поршневым действием подвижного блока электродов , снабженного регулирующей гайкой, на объем электролита. В част15 ности, при вращении регулирукмдей гайки в направлении перемещени  блока электродов в сторону мембраны последн   прогибаетс  в противоположную от него сторону, так как объем элек20 тролита, вытесненный блоком электродов , должен оставатьс  неизменным.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей датчика и повьииение чувствительности.25

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в датчике, содержащем , в котором расположен блок электродов с двум  электродами, выполненный в виде цилиндра, электролитную

30 камеру на торце которой расположена

мембрана, электролитна  камера размещена внутри блока электродов и ее входное отверстие расположено на торцовой поверхности блока, при этом первый электрод выполнен в виде шайбы , второй электрод размещен на внутренней поверхности камеры, а полость

.камеры сообщаетс  с окружающей средой посредством цилиндрического канала , в котором размещен поршень.

Предложенное устройство позвол ет расширить функциональные возможности датчика при измерении в малых объемах концентрации растворенного кислорода , например при исследовании потреблени  кислорода икрой рыб. Площад торцовой поверхности датчика в области мембраны определ етс  в предлагав емом устройстве суммарным размером электролитной камеры и корпуса. Таким образом, достигаетс  конструктйвна  возможность уменьшени  поверхности , соприкосновени , чувствительной области датчика с исследуемым объемом , что и  вл етс  определ ющим при исследовании микроструктур,

Повышение чувствительности достигаетс  наличием поршн , регулирующего степень йрижати  мембраны к измерительному электроду.

При этом перемещение поршн , не св занного с электродами, вызывает изменение объема электролитной камеры , что компенсируетс  соответствующим изменением кривизны эласт-ичной мембраны, наход щейс  в не-посредственной близости от неподви ного торцового измерительного электрода .. Таким образом обеспечиваетс  регулирование чувствительности датчика.

На чертеже схематично изображен датчик физико-химических параметров, разрез.

Датчик состоит из корпуса 1, в котором размещен цилиндрический блок 2 электродов, выполненный из диэлектрического материала (например, стекла). Внутри последнего размещена электролитна  камера 3, входное отверстие которой расположено на торцовой поверхности блока 2. На этой поверхности укреплен электрод 4, выполненный в виде шайбы, а на поверхности камеры 3 размещен второй электрод 5. Оба электрода снабжены выводами 6 дл  подключени  к измерительной схеме. Блок 2 закрыт мембраной 7 с фиксирующей шайбой 8 и герметизирующим кольцом 9. Мембрана 7 закреплена с помощью гайки 10.

Блок электродов снабжен цилиндрическим каналом 11, соедин ющим .полость электролитной камеры 3 с окружающей средой, и поршнем 12, размещенным в этом канале. Шток 13 поршн  12 выполнен в виде винта.

При использовании датчика в качестве анализатора растворенного кислорода его работа, ,основанна  на пол рографическом рпособе измерени  кислорода, происходит следующим образом .

При подаче на электроды 4 и 5 напр жени  определенной величины в цепи, образованной электродами и электролитом, наход щимис  в камере 3, возникает электрический ток. Величина тока пропорциональна концентрации растворенного кислорода. Моле1кулы кислорода диффундируют через полимерную мембрану 7 к электроду 4,. на котором происходит их электроBOccTaHOBj;ieHHe , при этом мембрана 7, проницаема  практически только дл  кислорода, обеспечивает селективност измерени  и предотвращает загр знение электролита. Величина тока зависит также от степени прижати  мембраны 7 к электроду 4, Регулировка степени прижати  осуществл етс  пе-ремещением поршн  12 в канале 11 путем поворота штока 13, поскольку камера 3 заполнена электролитом, объем которого остаетс  посто нным.

Использование датчика в качестве первичного преобразовател  электро проводности в отсутствие мембраны 7 производитс  одним из известных способов измерени  электрического сопротивлени  или проводимости исследуемой среды системой, состо щей из дву и более электродов.

Степень прижати  мембраны 7 к электроду 4 обуславливает величину тока, протекающего между электродс1ми 4 и 5, что позвол ет р.егулиро ать чувствительность датчика и таким повысить его чувствительность.

Предлагаемое устройство обладает универсальными возможност ми и позвол ет проводить измерени  в микрообъектах с высокой чувстви ельностью.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Электрохимический датчик концентррации кислорода, содержащий корпус, в котором расположен блок электродов с двум  электродс1ми, выполненный в виде цилиндра, и электролитн ю ка.меру , на торце которой расположена мембрана, о.т-личающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей датчика и повышени  чувствительности, электролитна  камера размещена внутри блока электродов и ее входное отверстие расположено на торцовой поверхности блока, при этом первый электрод выполнен в виде шайбы, второй электрод размещен на внутренней поверхности, камеры, а полость камеры сообщаетс  с окружающей средой посредством ци.линдрического канала, в котором размещен поршень.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспергизе

   1, Уигерман М.Н, и ns. Техника океа ологических наблюдений на поисковых и промысловых судах. М., Пищева  промышленность, 1973.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 480007,кл. G 01 N 27/50,, 1973

   Ч прототип).