SU1649403A1

SU1649403A1 - Electrochemical gas analyzer

Info

Publication number: SU1649403A1
Application number: SU884467648A
Authority: SU
Inventors: Николай Борисович Гаранин; Александр Викторович Пак; Сергей Алексеевич Чихачев; Владимир Михайлович Константинов
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюро Аналитического Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср
Priority date: 1988-07-29
Filing date: 1988-07-29
Publication date: 1991-05-15

Abstract

Изобретение относитс к газоаналитическому приборостроению. Цель изобретени - повышение точности измерений в широком диапазоне концентраций анализируемого компонента и рабочих температур за счет практически полного сн ти с датчика напр жени встречной пол ризации. Решаетс задача за счет того, что между первым и вторым звень ми термокомпенсации датчика 1 электрохимического газоанализатора включен операционный усилитель 3 по схеме повторител , при этом первый электрод датчика соединен с терморезистором 2 первого звена термокомпенсации и с неннвер- тирующим входом операционного усилител , а выход операционного усилител соединен с инвертирующим входом, вторым электродом датчика и переменным резистором 4 второго звена ком- пенс ациИо 1 ил. (Л сThe invention relates to gas analytical instrumentation. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy in a wide range of concentrations of the analyzed component and operating temperatures due to the almost complete removal of the counter polarization voltage from the sensor. The problem is solved due to the fact that an operational amplifier 3 is connected through the repeater circuit between the first and second thermocompensation units of the sensor 1 of the electrochemical gas analyzer, the first electrode of the sensor connected to the thermistor 2 of the first thermal compensation unit and the non-inverting input of the operational amplifier, and the amplifier is connected to the inverting input, the second electrode of the sensor and the variable resistor 4 of the second component of the compensation aaIio 1 Il. (L with

Description

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности, , к электрохимическим газоанализаторам, имеющим компенсацию по температуре. $ Целью изобретения является повышение точности измерения в широком диапазоне концентраций анализируемого компонента и рабочих температур.The invention relates to analytical instrumentation, in particular, to electrochemical gas analyzers having temperature compensation. $ The aim of the invention is to increase the measurement accuracy in a wide range of concentrations of the analyzed component and operating temperatures.

На чертеже представлена схема элек-fO трохимического газоанализатора.The drawing shows a diagram of an electro-fO trochemical gas analyzer.

Газоанализатор состоит из электрохимического датчика I, например гальванического, с жидким электролитом в виде 25%-ного раствора КОН. 15 Первый электрод датчика 2, анод, подсоединен к терморёзистору 3 первого звена термокомпенсации, например ТР-1 , сопротивлением 15 кОм и к неинвертирующему входу операционного 20 усилителя 4, например 140УД20А. Выход операционного усилителя соединен с инвертирующим входом: вторым электродом 5, катодом, датчика и с переменным резистором 6 второго зве- 25 на термокомпеисацни, например СП5-2В. Свободные концы терморезистора 3 н переменного резистора 6 соединены с терморезнстором 7 второго звена термокомпёнсации, параллельно зо которому подключена нагрузка 8. В качестве нагрузки может служить усилитель постоянного тока, к-выходу которого подключен измерительный прибор или самописец.The gas analyzer consists of an electrochemical sensor I, for example a galvanic one, with a liquid electrolyte in the form of a 25% KOH solution. 15 The first electrode of sensor 2, the anode, is connected to a thermistor 3 of the first link of thermal compensation, for example ТР-1, with a resistance of 15 kOhm and to a non-inverting input of operational 20 of amplifier 4, for example 140UD20A. The output of the operational amplifier is connected to an inverting input: a second electrode 5, a cathode, a sensor, and a variable resistor 6 of the second link 25 on the thermal compensation, for example, SP5-2V. The free ends of the thermistor 3 n of variable resistor 6 are connected to the thermistor 7 of the second thermal compensation link, parallel to which load 8 is connected. The load can be a DC amplifier, to the output of which a measuring device or recorder is connected.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

При анализе, например, 100%-ного кислорода датчик вырабатывает постоянный ток величиной 6 мкА, создающий на эквивалентной нагрузке напря- , . жен»е встречной поляризации величиной Ю0 ьйВ, прикладываемое к аноду датчика. Коэффициент передачи звена, охваченного отрицательной обратной связью равен:When analyzing, for example, 100% oxygen, the sensor generates a direct current of 6 μA, which creates a voltage at the equivalent load. female with an opposite polarization of magnitude 10B, applied to the anode of the sensor. The transmission coefficient of the link covered by negative feedback is:

К ^Kee“ Ϊ”~ΒΚ~ * где К - коэффициент усиления операционного усилителя, не схва• ченного обратной связью;K ^K ee “Ϊ” ~ ΒΚ ~ * where K is the gain of the operational amplifier not captured • by feedback;

В - коэффициент отрицательной обратной связи.In - coefficient of negative feedback.

Для данного типа микросхемы К = ^я 5000, а так как усилитель схвачен 100%-ной отрицательной обратной связью, т.е. В = 1, К_ос= 0,9998. Поэтому на выходе операционного усилителя будет присутствовать напряжение величиной 99,98 мВ, которое прикладывается к катоду датчика.For this type of chip, K = ⁱ 5000, and since the amplifier is captured by 100% negative feedback, i.e. B = 1, R _a = 0.9998. Therefore, a voltage of 99.98 mV, which is applied to the sensor cathode, will be present at the output of the operational amplifier.

Таким образом, напряжение на встречной поляризации, при котором будет находиться датчик, практически сводится к нулю. С выхода операционного усилителя сигнал измерения поступает на вторую цепь термокомпёнсацин, работающую по уже известному принципу.Thus, the voltage at the opposite polarization, at which the sensor will be located, is practically reduced to zero. From the output of the operational amplifier, the measurement signal is fed to the second thermocompensacin circuit operating according to the already known principle.

Claims

Claim

An electrochemical gas analyzer containing a sensor with electrodes: the first and second, two thermal compensation links connected in parallel to the load, the first thermal compensation link containing a thermistor and the second link containing a variable resistor and a thermistor connected in series, characterized in that, in order to increase the accuracy . measurement in a wide range of the concentration of the analyzed component and operating temperatures, an operational amplifier is installed between the first and second thermal compensation links according to the repeater circuit, while the first sensor electrode * is connected to the thermal resistor of the first thermal compensation link and to the non-inverting input of the operational amplifier, and the output of the operational amplifier is connected to an inverting input, a second sensor electrode and a variable resistor of the second thermal compensation link.