SU1187061A1 - Electrochemical oxygen transducer - Google Patents

Electrochemical oxygen transducer Download PDF

Info

Publication number
SU1187061A1
SU1187061A1 SU843687570A SU3687570A SU1187061A1 SU 1187061 A1 SU1187061 A1 SU 1187061A1 SU 843687570 A SU843687570 A SU 843687570A SU 3687570 A SU3687570 A SU 3687570A SU 1187061 A1 SU1187061 A1 SU 1187061A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
platinum
electrode
silicon carbide
electrodes
electrode placed
Prior art date
Application number
SU843687570A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Волков
Original Assignee
Уральский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Конструкторского Института "Цветметавтоматика"
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 Уральский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Конструкторского Института "Цветметавтоматика" filed Critical Уральский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Конструкторского Института "Цветметавтоматика"
Priority to SU843687570A priority Critical patent/SU1187061A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1187061A1 publication Critical patent/SU1187061A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

ЭЛЕЖТРОХИМИЧЕСКИЙ ДАТЧИККИСЛОРОДА , содержащий твердый электролит , с размещеннымвнутри него эталонным электродом и размещенным снаружи измерительным электродом, от л ичающийс  тем, что, с целью повьшени  точности измерени , оба электрода выполнены из материала следукнцего состава: платины, закиси меди и карбида кремни  вз тых в следующих соотношени х, мас.%: Платина12-16 Закись меди 12-20 Карбид кремни  Остальное (Л сELECTROCHEMICAL SENSORS, containing solid electrolyte, with a reference electrode placed inside it and a measuring electrode placed outside, due to the fact that, in order to improve the measurement accuracy, both electrodes are made of a material of the following composition: platinum, cuprous oxide and silicon carbide taken ratios, wt.%: Platinum 12-16 Copper oxide 12-20 Silicon carbide Else (L with

Description

Изобретение относитс  к аналитическому приборостроению и может быт использовано при анализе газовых смесей, содержащих примеси топ.пива. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени . На чертеже схематически изображе предлагаемый электрохимический датчик кислорода. Датчик содержит твердый ионопров д щий электролит, выполненный в вид пробирки 1, внутренний эталонный электрод 2, наружный измерительный электрод 3, причем оба электрода выполнены из смеси, не обладающей ка талитической активностью, следующег состава, мас.%: Платина12-16 Закись меди 12-20 Карбид кремни  Остальное Датчик работает следующим образом Пробирка 1 прогреваетс  анахшзиру мым газом или нагревательным элементом до заданной рабочей температуры обычно в пределах 700-750 С. Во внут реннюю полость пробирки 1. на эталонный электрод 2, выполнеиньй из некаталитической смеси, подаетс  эталонньй газ с известным парциальным: давлением кислорода. Наружна  поверхкость пробирки 1 с нанесенным на нее измерительным электродом 3. омываетс  анализируемым газом, содержащим прим си топлива. На поверхности измерительного электрода 3, выполненного из некаталитической смеси, не происходит дожигание, имеющеес  в анализируемом газе топлива, кислородом. На электродах 2 и 3 устанавливаютс  потенциалы, соответствующие равновесным кислородным потенциалам эталонного и анализируемого газов. Разность потенциалов между эталонным 2 и измерительным 3 электродами однозначно характеризует парциапьное давление кислорода в анализируемом газе при известном парциальном давлении кислорода в эталонном газе в соответствии с уравнением Нернста RT. Роа Е --;р1 02 где Е - разность кислородных потенциалов между эталонным и измерительным электродами; 1азова  посто нна ; %емпература анализа; посто нна  Фараде ; Рр Рд - парциальные давлени  кислоро да на эталонном и измерительном электродах соответственно . Использование в датчике эталонного и измерителчзного электродов, выполненных из одной смеси, исключает возможность возникновени  паразитной термо-ЭДС между электродами 2 и 3, дающую дополнительную систематическую ощибку измерени . Состав смеси дл  приготовлени  эталонного 2 и измерительного 3 электродов  вл етс  некаталитическим, что позвол ет избежать догорани  топлива на поверхности измерительного электрода 3 при измерении кислородсодержани  газа, содержащего примеси топлива. Содержание в электродной смеси платины в количестве 12 16 мас.% позвол ет значительно повысить электропроводность электродов, так как платина  вл етс  проводником первого рода. Кроме того, платина хорошо прижигаетс  к поверхности твердого электролита, что способствует лучшему прижиганию всего электрода и имеет высокую температуру плавлени . Введение платины в состав электродной смеси в количествах 1216 мас.% позвол ет получить датчики с внутренним сопротивлением 350300 Ом при рабочей температуре 700 С. Снижение содержани  платины менее 12 масо% влечет за собой значительное уменьшение электропроводности электродной смеси, А при содержании ее свыше 16 мас.% наблюдаетс  по вление каталитической активности у всего электрода. Кроме того, при этом растет потребление драгметалла. Добавка закиси меди, в количествах 12-20 мас.% улучшает прижигание электродной смеси к поверхности твердого электролита. Закись меди, не облада  каталитической активностью , способствует хорошей спекаемости всего электрода и созданию механически прочного сцеплени  между электродом и поверхностью твердого электролита. Уменьшение содержани  закиси меди менее 12 маС.% ухудшает как спекаемость электродной смеси, так и прочность сцеплени  электрода с электролитом. Увеличение содержани  закиси меди более 20 мас.% практически не оказывает вли ни  на механические свойства электроднойThe invention relates to analytical instrumentation and can be used in the analysis of gas mixtures containing top.birds impurities. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. In the drawing a schematic image of the proposed electrochemical oxygen sensor. The sensor contains a solid ion-conducting electrolyte, made in the form of tube 1, internal reference electrode 2, external measuring electrode 3, both electrodes made of a mixture that does not have catalytic activity, the following composition, wt.%: Platinum 12-16 Copper oxide 12 -20 Silicon carbide Rest Sensor operates as follows. Tube 1 is heated by an anaexchised gas or heating element to a predetermined working temperature, usually in the range 700-750 C. Into the inner cavity of the tube 1. on the reference electrode 2, perform from a non-catalytic mixture, a standard gas is fed with a known partial pressure of oxygen. The outer surface of the tube 1 with the measuring electrode 3 deposited on it is washed by the analyzed gas containing primes of the fuel. On the surface of the measuring electrode 3, made of a non-catalytic mixture, there is no afterburning of the fuel present in the analyzed gas of the fuel, with oxygen. On the electrodes 2 and 3, potentials are established that correspond to the equilibrium oxygen potentials of the reference and analyzed gases. The potential difference between the reference 2 and measuring 3 electrodes unambiguously characterizes the partial pressure of oxygen in the analyzed gas at a known partial pressure of oxygen in the reference gas in accordance with the Nernst equation RT. Roa E -; p1 02 where E is the difference of oxygen potentials between the reference and measuring electrodes; 1azov constant; % temperature analysis; constant n Farade; Рр Рд - partial pressures of oxygen on the reference and measuring electrodes, respectively. The use of a reference and measuring electrodes made from one mixture in the sensor eliminates the possibility of a parasitic thermo-emf between electrodes 2 and 3, which gives an additional systematic measurement error. The composition of the mixture for the preparation of reference 2 and measuring 3 electrodes is non-catalytic, thus avoiding the burning of fuel on the surface of the measuring electrode 3 when measuring the oxygen content of gas containing fuel impurities. The content in the electrode mixture of platinum in the amount of 12–16 wt.% Makes it possible to significantly increase the electrical conductivity of the electrodes, since platinum is a conductor of the first kind. In addition, platinum is well cauterized to the surface of the solid electrolyte, which contributes to better cauterization of the entire electrode and has a high melting point. The introduction of platinum into the composition of the electrode mixture in quantities of 1216 wt.% Allows to obtain sensors with an internal resistance of 350,300 Ohms at an operating temperature of 700 C. A decrease in the platinum content of less than 12 wt.% Entails a significant decrease in the electrical conductivity of the electrode mixture, while its content exceeds 16 wt. The% is observed to show a catalytic activity at the entire electrode. In addition, while increasing consumption of precious metals. The addition of cuprous oxide, in amounts of 12-20 wt.%, Improves cauterization of the electrode mixture to the surface of the solid electrolyte. Copper oxide, which does not possess catalytic activity, promotes good sintering of the entire electrode and creates a mechanically strong bond between the electrode and the surface of the solid electrolyte. A decrease in the copper oxide content of less than 12 mA% decreases both the sintering of the electrode mixture and the adhesion strength of the electrode with the electrolyte. Increasing the content of cuprous oxide to more than 20 wt.% Practically does not affect the mechanical properties of the electrode.

смеси, а только снижает электропроводность электрода и относительное содержание карбида кремни . Содержание карбида кремни  lie должно, быть меньше 64 мас.%, так как он  вл етс  mixture, but only reduces the electrical conductivity of the electrode and the relative content of silicon carbide. The content of silicon carbide lie should be less than 64 wt.%, Since it is

наиболее химически и механически стойким компонентомэлектродной смеси в услови х высоких температур и агрессивности анализируемых газов .the most chemically and mechanically resistant component of the electrode mixture under conditions of high temperatures and aggressiveness of the analyzed gases.

Claims (1)

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ДАТЧИККИСЛОРОДА, содержащий твердый электролит, с размещенным· внутри него эталонным электродом и размещенным снаружи измерительным электродом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, оба электрода выполнены из материала следующего состава: платины, закиси меди и карбида кремния, взятых в следующих соотношениях, мас.%:ELECTROCHEMICAL OXYGEN SENSOR, containing a solid electrolyte, with a reference electrode placed inside and a measuring electrode placed outside, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, both electrodes are made of the following composition: platinum, copper oxide and silicon carbide, taken in the following ratios, wt.%: Платина 12-16Platinum 12-16 Закись меди 12-20Copper oxide 12-20 Карбид кремния ОстальноеSilicon Carbide Else О toAbout to 1 1870611 187061
SU843687570A 1984-01-04 1984-01-04 Electrochemical oxygen transducer SU1187061A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843687570A SU1187061A1 (en) 1984-01-04 1984-01-04 Electrochemical oxygen transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843687570A SU1187061A1 (en) 1984-01-04 1984-01-04 Electrochemical oxygen transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1187061A1 true SU1187061A1 (en) 1985-10-23

Family

ID=21098600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843687570A SU1187061A1 (en) 1984-01-04 1984-01-04 Electrochemical oxygen transducer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1187061A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 3941673, кл. G 01 N 27/46, опублик. 1976. Патент GB № 1512347, кл. G 01. N 27/46, опублик. 1978. у У *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090114539A1 (en) Mixture potential sensor for measuring a gas concentration and a method for the production thereof
US4119513A (en) Oxygen sensor for industrial air/fuel control
US4657641A (en) Determination of silicon in molten metal
JPS634660B2 (en)
JP2001505315A (en) Gas sensor
GB1602558A (en) Electrochemical device for the measurement of oxygen pressures
US4049524A (en) Oxygen sensor with noncatalytic electrode
JP4739572B2 (en) Electrochemical measurement sensor
SU1187061A1 (en) Electrochemical oxygen transducer
KR960010691B1 (en) Probe for measuring concentration of impurity element in molten metal
US3974054A (en) Measuring cell for determining oxygen concentrations in a gas mixture
US5435901A (en) Electrochemical measuring sensor
JPS6061654A (en) Method and apparatus for measuring partial pressure of oxygen and combustible gas
US4485369A (en) Sensor for measuring air-fuel ratio
SU1182375A1 (en) Electrochemical oxygen transducer
JPH0470584B2 (en)
US5393403A (en) Probe using a mixed sub-electrode for measuring the activity of carbon in molton iron
JPH1062380A (en) Oxygen partial pressure measuring sensor having two measuring areas
JPH0629879B2 (en) A device for measuring the concentration of metallic elements dissolved in molten metal
KR970003284B1 (en) Electro-chemical measurement sensor
JPH0462463A (en) Sensor probe having solid reference material
CA2153691A1 (en) Sensors for the analysis of molten metals
JP2849961B2 (en) Equipment for measuring components in molten metal
JP2003156467A (en) Sensor element for electrochemical measuring sensor
JP2003043012A (en) Sensor element having conductive shield