SU1464686A1

SU1464686A1 - Sensitive element of hydrogen sensor

Info

Publication number: SU1464686A1
Application number: SU874288785A
Authority: SU
Inventors: В.М. Лупатов; К.Р. Бегалиев; И.С. Дубова
Original assignee: Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского
Priority date: 1987-07-23
Filing date: 1987-07-23
Publication date: 1992-05-15

Abstract

Изобретение относитс к аналитической химии, а именно к анализу газовых и воздушных смесей, содержащих водород, может быть использовано при создании газоанализаторов.. Цель изобретени - ппвыше П е чувствительности , точности, быстродействи и долговременной стабгшыюсти изготовл емых датчиков. Чувствительный злемент да1-Ч1гка водорода содержит каталитически активные электроды и твердый протонпровод гций электролит , в качестве которого используют материал на основе гидрофосфа-. та циркони с добавкой гидроксида лити , вз тых в соотношении, мас.Х; гидрофосфат циркони - 98-99, гид- роксид лити - остальное. Такое соотношение инградиентов позвол ет чувствительность, в 2 .раза, быстродействие датчика 30-45 с. I ип. с SSThe invention relates to analytical chemistry, in particular to the analysis of gas and air mixtures containing hydrogen, which can be used to create gas analyzers. The purpose of the invention is better than sensitivity, accuracy, speed and long-term stability of manufactured sensors. The sensitive element, hydrogen-hydrogen, contains catalytically active electrodes and a solid proton conduction electrolyte, which is based on hydrophosphate-based material. that zirconium with the addition of lithium hydroxide, taken in a ratio, wt.X; zirconium hydrogen phosphate - 98-99, lithium hydroxide - the rest. This ratio of ingredients allows sensitivity, in 2 times, the sensor speed of 30-45 s. I p. with SS

Description

Изобретение oтнocитc к аналитической химии, а именно к анализу газовых и воздушных смесей, содержа- щих водород, и может быть использовано при создании газоанализаторов дл определени содержани водорода в окружающей среде, промьпиленных зонах предпри тий, технологических процессов в химической, металлургической промышленнос.ти, дл диагностики материалов .The invention is based on analytical chemistry, namely the analysis of gas and air mixtures containing hydrogen, and can be used to create gas analyzers for determining the hydrogen content in the environment, industrial areas of the chemical, metallurgical industry. for the diagnosis of materials.

Цель изобретени - повышение чувствительности , точности, быстродействи и долговременной стабильности устройства.The purpose of the invention is to increase the sensitivity, accuracy, speed and long-term stability of the device.

На чертеже представлена схема датчика водорода с чувствительным .элементом .The drawing shows a diagram of a hydrogen sensor with a sensitive. Element.

Таблетка 1 твердого электролита, спрессованна в ввде диска диаметром 11-13 мм, покрыта с обетос сторон платиновыми электродами 2-й 3, которые -С помощью токоотводов 4 соединены с измерительным сопротгшлением 5, напр жение с которого подаетс на вход низкошум щего усилител 6. Таблетку пом.ещают в корпус таким образом , что образуютс рабоча каме- ра 7 и камера В сравнени .A solid electrolyte tablet 1, pressed into a vvde disk with a diameter of 11–13 mm, is covered on the sides with platinum electrodes 2 3, which are connected to measuring input 5 by means of current leads 4, the voltage of which is fed to the input of low noise amplifier 6. The tablet is placed in the housing in such a way that the working chamber 7 and chamber B are formed.

Датчик работает следующим образом.The sensor works as follows.

Исследуемую газовую смесь подают в камеру 7, где происходит окисление водорода. Образующиес при этом ионы Н диффундируют к электроду 2 по градиенту концентрации, так как вThe investigated gas mixture is fed into the chamber 7, where the oxidation of hydrogen. The resulting H ions diffuse to the electrode 2 along the concentration gradient, since

))

QQ 05QQ 05

камере 8 коицентрацн водорода ра на 11УЛГО. В результате диффузии Н в цепи измерени возникает ток, пропорциональный току переноса Н. Падение напр жени на измерительном сопротивлении 5, которое, далее усиливаетс усилителем 6, вл етс мерой концентрации водорода в газовой смеси.,chamber 8 is centered on hydrogen per 11ULGO. As a result of H diffusion, a current proportional to the transfer current H arises in the measurement circuit. The voltage drop across measuring resistance 5, which is further amplified by amplifier 6, is a measure of the concentration of hydrogen in the gas mixture.

Датчик может работать при 10-50°С. Диапазон измер емых концентраций - от О до 100 об.%. Объем газовой смеси (пробы), обеспечивающий получё ние указанной предельной чувствительности , 5 мл. Быстродействие датчика 30-45 с .Чувствительность дат-, чикй увел1№пгоаетс в 2 раза при по- вьшлении темпери туры на 10°С, что может быть использовано дл достижени более высокой чувствительности.The sensor can operate at 10-50 ° C. The range of measured concentrations is from O to 100% by volume. The volume of the gas mixture (sample), which provides the specified maximum sensitivity, 5 ml. The sensor performance is 30–45 s. Sensitivity is increased by 2 times when temperature is increased by 10 ° C, which can be used to achieve higher sensitivity.

Claims

Invention Formula

one

The sensitive element of the hydrogen sensor, containing a solid proton-conducting electrolyte and catalytically active electrodes, is used so that, in order to increase sensitivity, accuracy, speed and long-term stability, as a solid the electrolyte used proton conducting material based on zirconium hydrogen phosphate with the addition of lithium hydroxide, taken in a ratio, wt.%: Hydro4) zirconium osphate 98-99 Lithium hydroxide Elite.