SU1198426A1

SU1198426A1 - Способ определения содержания кислорода в газах

Info

Publication number: SU1198426A1
Application number: SU843707398A
Authority: SU
Inventors: Anatolij K Semchevskij; Dmitrij P Podrugin; Yurij N Patrushev; Rudolf L Pinkhusovich
Original assignee: Anatolij K Semchevskij; Dmitrij P Podrugin; Yurij N Patrushev; Rudolf L Pinkhusovich
Priority date: 1984-03-02
Filing date: 1984-03-02
Publication date: 1985-12-15

Description

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в газовом анализе, в частности для определения концентрации кислорода в инертных газах и азоте.

Целью .изобретения является повышение точности измерения.

На чертеже показано устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит две твердоэлектролитные ячейки: кулонометрическую 1, потенциометрическую 2. Конструктивно ячейки выполнены в виде пробирок из твердого электролита. На внутренние и внешнюю поверхности каждой пробирки нанесены платиновые электроды, соответственно внутренние 3 и 4 и наружные 5 и 6. Электроды кулонометрической ячейки имеют значительно большую площадь, чем электроды потенциометрической ячейки. Наружные электроды контак—' тируют с атмосферным воздухом.

Ячейки помещены в электропечь 7, обеспечивающую разогрев рабочих частей ячейки, ограниченных, электродами, до температуры, достаточной для достижения кислородоикной проводимости электролита. Питание электропечи осуществляется от регуля· тора температуры 8. С помощью регулятора температуры 8 и термопары 9, осуществляется регулирование и поддержание температуры на электродах ячеек порядка 735-738 С. К электродам кулонометрический ячейки последовательно подключены регулируемый источник постоянного напряжения 10 и амперметр ί1. Подключение к электродам источника осуществляется пере^гключателем 12. К электродам потенциометрической ячейки подключены высокоомный измеритель ЭДС 13.

Для измерения расхода газа на вы*ходе потенциометрической ячейки установлен измеритель 14 расхода газа.

Способ осуществляют следующим образом.

При отключенном переключателе 12 газовый поток, например аргон с концентрацией кислорода порядка 10~^%, подают на вход кулонометрической ячейки. Газ проходит со стороны внутренних электродов 5 и 6 в начале кулонометрической, а затем потенциометрической ячеек

и поступает в'измеритель 14 расхода газа, с помощью которого измеряется расход газа и далее поступает в атмосферный воздух.

При прохождении газа через потенциометрическую ячейку на ее электродах измеряют ЭДС, которая равна

ΚΤ^,κβ

~п-Р~

Ρη

-I

(1)

10 или из уравнения (1) можно записать

Е ₀ = В + β РпС₀ .

(2)

15

20

25

30

35

40

45

55

Далее переключателем 12 подключают к электродам кулонометрической ячейки источник постоянного напряжения I0 и по показаниям амперметра 11 устанавливают через электроды кулонометрической ячейки ток 3_А .

При прохождении тока через электроды кулонометрической ячейки осуществляется дозирование кислорода из атмосферного воздуха в поток газа, при этом в потоке газа создается концентрация кислорода С, , равная

^С1 ^{= +С}0’ причем ток З_п· должен быть выбран такгм, чтобы С_/)»С₀. При токе д'озиро вания 3 измеряют ЭДС на электродах потенциометрической ячейки, которая равна

КТэке

Тп

с

'7л'

(4)

пруб

Уравнение (4) можно записать

^{В С}о>· <⁵’

Далее устанавливают ток дозирования 3^ , причем 3«р^-? З_л .

При токе дозирования ^в газе создается концентрация С^, равная

^С2 = Д?’²*⁴'

При токе дозирования 3^ измеряют ЭДС на электродах потенциометрической ячейки, которая равна

С

- 51». _1п

(7)

50

_ν " ' пРТСГ^{Л2 + С}о

Уравнение \7) можно записать

е₂ = В

⁺ ? ^Ь(ЙРуб“ ^+Со)·· ⁽⁸⁾

Далее отключают переключателем источник напряжения от электродов кулонометрической ячейки, подают на вход потенциометрической ячейки анализируемый газ, измеряют ЭДС на ее электродах, которая равна Е = В + /ЛпС

(9)

3

и определяют концентрацию кислорода в анализируемом газе из системы уравнений (2), (5), (8)и (9).

В приведенных уравнениях буквенные члены означают: Е_о, Е^ , Е^, Е — ЭДС на электродах потенциометрической ячейки соответственно: при подаче на вход инертного газа в отсутствии тока дозирования; при значё'ниях тока дозирования 3₁ и З2; ^ПР^И подаче

II98426 4

на вход потенциометрической ячейки анализируемого газа ; 3₁ ,3χ “ токи дозирования через электроды кулонометрической ячейки; С — содержание 5 кислорода в анализируемом газе; В,/з,С₀ ~ неизвестные постоянные;

Й— расход инертного г£за; -у — плотность кислорода при нормальных условиях; М — молекулярная масса кисло—

;0 рода.

Claims

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В ГАЗАХ, заключающийся в том, что через" последовательно соединенные газовым трактом кульнометрическую и потенциометрическую твердоэлектролитные ячейки пропускают анализируемый и вспомогательный инертный газы с содержанием кислорода, через кулонометрическую ячейку пропускают ток и измеряют ЭДС на электродах потенциометрической ячейки, от.личающийс я тем, что., с целью повышения точности измерения на вход кулонометрической ячейки поочередно подают анализируемый газ и вспомогательный инертный газ, содержание кислорода в котором не превышает нижний предел измерения, и измеряют ЭДС потенциометрической ячейки при пропускании анализируемого газа при трех различных значениях тока через кулонометрическую ячейку, одно из значений тока равно нулю, по измеренным значениям ЭДС потен— . циометрической ячейки и тока кулонометрической ячейки рассчитывают содержание кислорода, в анализируемом газе. '

1198426