SU1052984A1 - Электрохимический датчик дл определени содержани кислорода в газах - Google Patents

Abstract

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В ГАЗАХ, содержащий термостатированный корпус с расположенными в нем электролитом, электродами с выводами и каналами подвода и отвода анализируемого газа, отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности измерений, внутри корпуса размещены полости, разделенные перегородкой , одна из которых заполнена теплоемким материалом, а друга -воздухом , причем, каналы подвода и отвода анализируемого газа, проход щие через полость, заполненную воздухом, выполнены в виде трубок, расположенных соосно одна в другой, при этом внутренн   трубка дл  отвода анализируемого газа выполнена теплопроводной , а наружна  трубка дл  подвода анализируемого газа теплоизол -i ционной, часть канала подвода анализируемого газа, проход ща  через полость, заполненную теплоемким ма (О териалом по винтовой линии, выполсл нена также из теплопроводной трубки, а выводы электродов пропущены по каналу отвода. 2. Датчик по п. 1, о т л и чающийс  тем, что термостатированный корпус выполнен в виде сосуда Дьюара. ел to CD ОО 4

Description

Изобретение предназначено дл  иЬ мерени  содержани  кислорода в дыха тельных газах и относитс  к электротхимическим датчикам кислорода. Известны дл  измерени  содержани  кислорода в газах термостатированные электрохимические датчики кислорода , содержащие электролит, электроды , электровыводы Cl J Недостаток указанного устройства заключаетс  в том, что при измерении кислорода в газах он не обладает высокой точностью. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  электрохимический датчик дл  определени  содержани  кислорода в газах,содержащий термостатированны корпус с расположенными в нем электролитом , электродами с выводами и каналами подвода и отвода анализируемого газа 21 . В изЕ1естной конструкции на теплообмен корпуса с окружающей средой, а также на доведение анализируемого газа до температуры термостатиррвани  расходуетс  значительное количество энергии. Это делает необходимым применение в ней активного термо статировани  - нагревателем, датчиком температуры, блоком управлени  и источником питани . Даже сложные по конструкции ультротермостаты позвол ют реализовать томность поддержани температуры .0,1°С, при этом точност измерени  кислорода в диапазоне 15 21 об.1 составл ет +0,51 (температур ный коэффициент датчика кислорода 5-6 на 1 с). Таким образом, примене ние активного термостатировани  значительно усложн ет конструкцию, дела ет ее зависимой от источников, питани и не позвол ет реализовать высокую точность измерени . Кроме того, в результате смещени  при закреплении в корпусе гайкой катода, выполненног в виде тонкого сло  серебра или золо та на полимерной пленке, в месте его контакта с токосъемником часто наблюдаетс  его разрушение. Цель изобретени  - повышение точности измерени . , Поставленна  цель достигаетс  тем что в электрохимическом датчике дл  определени  содержани  кислорода в газах, содержащем термостатированный корпус с расположенными в нем электролитом, электродами с выводами и каналами подвода и отвода анализируемого газа, внутри корпуса размещены полости, разделенные перегородкой , одна из которых заполнена теплоемким .материалом, а друга -во здухом , причем каналы подвода и отвода анализируемого газа, проход щие через полость, заполненную воздухом, выполнены в виде трубок, расположенных соосно одна в другой, при этом внутренн   трубка дл  -отвода анализируемого газа выполнена теплопроводной , а наружна  трубка дл  подвода анализируемого газа - теплоизол ционной , часть канала подвода анализируемого газа, проход ща  через полость, заполненную теплоемким материалом по винтовой линии, выполнена также из теплопроводной трубки, а выводы, электродов пропущены по каналу отвода . Кроме того,,термостатированный корпус выполнен в виде сосуда Дьюара. На чертеже представлен предлагаемый датчик. Датчик содержит термостатированный корпус 1 в виде сосуда Дьюара с расположенными в нем свинцовым анодом 2, изол тором 3 и серебр ным катодом k. Между электродами расположена ионообменна  мембрана 5, пропитанна  электролитом 25 КОН. Серебр ный катод 4 прижат к корпусу 1 крышкой 6. Она снабжена резиновым уплотнением 7 и 8 и гайкой 9. Корпус |датмика одновременно  вл етс  токосъемником катода. В крышке 6 имеетс  полость 10 с каналами подвода 11 и отвода 12 анализируемого газа. Га- . зовые каналы И и 12 крышки сообщаютс  с соответствугацими каналами 13 и 1 корпуса. Каналы корпуса снабжены штуцерами 15 и 16,  вл ющимис  фиксаторами крьгшки. В корпусе также имеетс  емкость 17, заполненна  теплоемким материалом, например водой. Она герметизирована крышкой 18, котора  прижата к корпусу гайкой 19 через резиновые уплотнени  20. В емкости 17 расположена часть канала подвода анализируемого газа, проход ща  по винтовой линии 21 газа. Радиально к корпусу примыкают трубки 22 и 23; Трубка 22  вл етс  продолжением канала отвода анализируемого газа. Пространство, образованное трубками 22 и 23  вл етс  началом канала подвода анализируемого газа. Через трубку отвода газа пропущены выводы электродов 2, Концы трубок 22 и 23 снабжены коммутирующим уст ройством 25. Оно предназначено дл  подачи и отведени  газа по каналам, а также дл  герметичного отведени  выводов электродов. Датчик закрыт пробкой 26. Устройство работает следующим образом . Анализируемый газ через коммутирующее устройство 25 поступает в пространство, образованное трубками 22 и 23. Здесь он вступает, через теплопроводную трубку 22 в тепловой контакт с выводимым из датчика га1зом и принимает его температуру. Дальнейшее доведение анализируемого газа до температуры термостата осуществл етс  в части канала подвода, проход щего по винтовой линии. Роль термостата выполн ет корпус 1 датчика , а также пространство 17, заполненное теплоемкой жидкостью. Из части канала подвода, проход щего по винтовой линии, анализируемы газ по газовым каналам 13 и П посту пает в полость 10 и по каналам 12 и Т и трубке 22 через коммутирующее устройство выводитс  наружу.Полость 10 представл ет собой объем, ограниченный с одной стороны крышкой 6, с другой - катодом k, выполненным путем нанесени  прристого сло  сереб ра на защитную полимерную пленку. Кислород анализируемого газа диффундирует через полимерную пленку к катоду , где происходит его восстаноале 8 4 ite °2 2° Одновременно происходит растворение анода 2: 2РЬ + +ОН + - -4 2РЬ(ОН), в результате через измерительный прибор , подключенный к выводам 2, показывает величину тока, пропорциональную количеству кислорода в анализируемом газе. В данной конструкции за счет хорошей теплоизол ции корпуса, а также за счет теплового взаимодействи  отход щего газа с газом, поступающим на анализ, на термостатирование расходуетс  значительно меньше энергии, чем в известной конструкции. Экспериментальна  проверка данной конструкции теплоемкостью 2 ккал, помещенной в сосуд Дьюара, при расходе анализируемого газа 100 мл/мин и колебани х температуры окружающей среды t5C показывает, что данна  конструкци  обеспечивает измерени  с точностью 0,1%. Это в 5 раз превышает точность измерени  известной конструкции датчика. Кроме того, выполнение корпуса датчика токосъемником катода, отйедение выводов электродов по каналу отвода газа, а также снабжение каналов корпуса штуцерами,  вл ющимис  фиксаторами крышки, значительно упрощают конструкцию и повышают ее надежность .

Claims (2)

1. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В ГАЗАХ, содержащий термостатированный корпус с расположенными в нем электролитом, электродами с выводами и каналами подвода и отвода анализируемого газа, отличающийс я тем, что, с целью повышения точ ности измерений, внутри корпуса размещены полости, разделенные перегородкой, одна из которых заполнена теплоемким материалом, а другая-воздухом, причем, каналы подвода и отвода анализируемого газа, проходящие через полость, заполненную воздухом, выполнены в виде трубок, расположенных соосно одна в другой, при этом внутренняя трубка для отвода анализируемого газа выполнена теплопроводной, а наружная трубка для подвода анализируемого газа теплоизоляционной, часть канала подвода анализируемого газа, проходящая через полость, заполненную теплоемким материалом по винтовой линии, выполнена также из теплопроводной трубки, а выводы электродов пропущены по каналу отвода.
2. 2. Датчик по π. 1, обличающийся тем, что термостатированный корпус выполнен в виде сосуда Дьюара.