SU1013833A1

SU1013833A1 - Электрохимическа чейка дл измерени концентрации кислорода

Info

Publication number: SU1013833A1
Application number: SU813367564A
Authority: SU
Inventors: Михаил Владимирович Глумов
Original assignee: Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР
Priority date: 1981-12-22
Filing date: 1981-12-22
Publication date: 1983-04-23

Description

/

1 Jfнtfuщa „ у , /,, I

т ;..., .:.. V - .:.- ..

цДашЬа

вдТ

.

о / U

I -У .- .

L II в « . «(fftrfftri

и

VV I V

, - с i.

UccJieS. гал

-{

Изобретение относитс к аналитическому приборостроению. Датчик может быть использован дл измерени концентрации кислорода и кислородсодержащих соединений в газах при . температурах 600 1500°С как в лабораторной практике, так и в промышленности , например, в химической, металлургической, энергетике.

Известны устройства дл измерени концентрации кислорода, содержащие твердый трубчатый электролит, открытый с одного конца и закрытый с другого , и внутри его расположена трубка из огнеупорного материала дл введени вовнутрь пробирки из-электролита анализируемого газа. В рабочей зоне с противоположными стенками электролита контактируют два электрода . Внутренн поверхность трубки и часть внутренней поверхности электролита покрыты катализатором. Катализатор необходим дл полного сгорани исследуемого газа. Исследуемый способный к окислению газ в смеси с кислородом подаетс из вне в рабочую зону чейки, где сгорает, и на пробирке - датчике фиксируетс электродвижуща сила, определ ема парциальным давлением кислорода внутри пробирки и парциальным давлением кислорода в стандартном газе, наход щемс

снаружи 1 3

Конструкци устройства имеет следующие недостатки:

чейка данной конструкции предназначена дл анализа только соединений восстановленной формы-,

в устройство необходимо подавать смесь анализируемого газа с кислородом , которую готов т отдельно вне самого устройства, тем самым усложн технологический путь ввода анализируемого газа в датчик и всю конструкцию в целом-,

устройство дл своей работы требует поддержани пониженного давлени подаваемого анализируемого газа.

Кроме того, дл нормальной работы чейки рассматриваемой конструкции необходимо об зательное присутствие у внешнего электрода чейки газа с известным содержанием кислорода, что значительно сужает возможности использовани чейки данной конструкдии .

Поскольку чейке дл работы необходим стандартный газ, которым, как правило, вл етс воздух, то по

р ду причин и, в частности, из-за электролитической проницаемости электролита, чейка данной конструкции не обеспечит правильное измерение малых концентраций кислорода.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению вл етс электрохимическа чейка дл измерени концентрации кислорода, содержаща твердоэлектролитный кислородный насос , выполненный в виде пробирки с расположенными по ее внутренней и внешней поверхност х электродами, подсоединенными к источнику тока,

5 с установленной внутри пробирки соосно с ней твердоэлектролитной трубкой подачи анализируемой среды, снабженна расположенными на внешней и внутренней поверхности электродами подсоединенными к измерителю ЭДС 2 .

Однако изолированное пространство с защи.тным газом между внутренней и внешней пробирками усложн ет конструкцию датчика-насоса, так как

требует дополнительных ввода и вывода дл защитного газа, тщательной герметизации этого простраенства.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерений.

Поставленна цель достигаетс . тем, что в электрохимической ч.ейке дл измерени концентрации кислорода содержащей твердоэлектролитный кисло- родный насос, выполненный в виде пробирки с расположенными на ее внутренней и внешней поверхност х электродами, подсоединенными к источнику тока, с установленной внутри 0 пробирки соосно с ней твердоэлектро , литной трубкой.подачи анализируемой среды, снабженной расположенными на внешней и внутренней поверхност х .. электродами, подсоединенными к измез рителю ЭДС, электроды кислородного насоса установлены между измерительными электродами и выходным торцом трубки подачи анализируемого гаЗа, а внутренн полость пробирки кислоQ родного насоса разделена пористой перегородкой, установленной между измерительными электродами и электродами кислородного насоса.

На чертеже изображена электрохимид-ческа чейка дл измерени концентрации кислорода.

В пробирке 1 из твердого окисного электролита соосно расположена трубка 2, также изготовленна из твердого окисного электролита. На обеих ст0 ронах пробирки и трубки имеютс элек троды 3 и 4. Трубка закреплена в пробирке с помощью пористой диафрагмы 5. К электродам трубки подсоединен источник 6 посто нного тока, а к электродам трубки - вольтметр Анализируемый газ подают через расходомер 8 в трубку-датчик 2. Газ через трубку-датчик попадает во внутреннее пространство пробирки-насоса , 1, в - котором содержание кислоро да измен етс благодар пропусканию через электроды 3 электрического тока от внешнего источника 6. Затем анализируемый газ с измененным содер жанием кислорода через диафрагму 5 пoпaдaet на внешний электрод трубкидатчика 2, в результате чего на элек тродах возникает ЭДС, измер ема прибором 7« Присутствие диафрагмы 5 об затель но в предлагаемой конструкции чейки так как анализируемый газ, поступа на внешний электрод трубки-датчика 1 3 через электрохимический насос с измененным содержанием кислорода, должен быть хорошо перемешан, в противном случае возникают дополнительные ошибки в оценке концентрации кислорода , а измер ема ЭДС становитс .весьма неустойчивой во времени. Кроме того, присутствие диафрагмы позвол ет стабилизировать скорость потока анализируемого газа через чейку, что также способствует более точному анализу. Наконец, диафрагма вл етс элементом конструкции, закрепл ющим датчик-трубку в пробирке. При изготовлении чейки в качестве материала диафрагмы использовали спеченный глинозем с общей пористостью kQ-6Q%, поры в котором были расположены хаотично. Диаметр пор находитс в пределах от 0,01 до 0,1 мм. Толщина диафрагмы составл ла 10-12 мм. Электрохимическа чейка дл определени концентрации кислорода была изготовлена, испытана в лабораторных услови х и показала следующие результаты, представленные в таблице.

2,5

9.0 2.0

9.0

-||

21.0

900

Claims

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА, содержащая твердоэлектролитный кислородный насос, выполненный, в виде пробирки с расположенными на ее внутрен-

U сел ед. газ ней и внешней поверхностях электродами, подсоединенными к источнику тока, с установленной внутри пробирки соосно с ней твердоэлектролитной трубкой подачи анализируемой среды, снабженной расположенными на внешней и внутренней поверхностях электродами, подсоединенными к измерителю ЭДС, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерений, .

электроды кислородного насоса установлены между измерительными электродами и выходным торцом трубы подачи анализируемого газа, а внутренняя полость пробирки кислородного насоса разделена пористой перегородкой, g установленной между измерительными ;электродами и электродами кислородно.го насоса.

SU ж 1013833 к аналитиДатчик моизмерения кислород ~ . - 1