(54) ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРЮДА В ПОТОКЕ потока и уБеличе1ш гицроццнамического сопротивлени датчика, Эгэ приводит к до полнительной травме элементов крови и н позвол ет использовать датчик в венозны магистрал х аппарата, в которых перемещение крови происходит в результате гравитационного оттока из организма. Таким образом, указанный датчик не обеспечивает измерений содержани кислорода на нижнем пределе диапазона ла- минерных потоков жидкости, примен емом в аппаратах искусственного кровообращени . Цель изобретени - расширение диапазона измерени скоростей потоков жидкости в области ламинарного течени . Поставленна «ель достигаетс тем, что датчик снабжен контактирующей с газопроницаемой мембраной решеткой из газонепррницаемого материала, например, фольги, с системой щелевых отверстий, расположенных последовательно и ориен тированных шириной по ходу потока. Причем ширина щелевого отверсти от« носитс к толщине мембрань как 1:6. На чертеже представлена конструктивна схема предлагаемого гальванического датчика. Датчик содержит корпус 1, газопроницаемую мембрану 2, электрохимнчес- кую чейку 3 с электродами: свинцовым анодом 4 и катодом 5, выполненным в виде напыленного, на внутреннюю поверхность мембраны сло драгоценного метал ла (золота или серебра). . Анод 4 и катод 5 изолированы оруг от друга целлофановой прокладкой 6, в . л ющейс одновременно ионообменииком. Датчик снабжен маской 7 из газонепро-. кидаемого материала, например фольги, с системой отверстий 8, при этом маска 7 контактирует с газопроницаемой мембраной 2. Отверсти 8 на маске 7 ориен тированы ми}шмальными размерами в направлении потока жидкости. Датчик работает следующим образом, Катод 5 из напыленного на внутреннюю поверхность мембраны 2 TDimoro сло драгметалла пропускает внутрь чей ки 3 кислород, поступающий из исследуе мой жидкости через отверсти 8 на газо непроницаемой маске. Количество кисло рода, поступившее внутрь электрохимической чеЙ1си 3, пропорционально его парциальному давлению. При этом на катоде 5 происходит электрохимическое восстановление мопекул рного кислорода до ОН-ионов, а 6 34 на аноде 4 - окисление свинца и образование гидроокиси. Поток кислорода вызывает поток ОМионов в 25% растворе щелочи КОН, которой пропитана прокладка 6 - иоиэобменник . В результате окислительно-восстановительной реакции при замыкании через сопротивление во внешней цепи протекает электрический ток, пропорциональный Ш ффузии кислорода внутрь датчика. Диффузионный слой в потоке жидкости над поглощаемой поверхностью начинаетс с ее передней кромки и имеет наибольшую толщину на конце, В зависимости от изменени диффузионного сло величина диффузионного потока кислорода также измен етс на единицу длины в направлении потока жидкости. При уменьшении линейного размера газопроницаемого отверсти вдоль потока жидкости уменьшаетс толщина диффузионного сло и возрастает независимость диффузионного потока от скоростей движени . жидкости. Наибольша степень независимости от диффузионного сло достигаетс при соотношении минимального размера отверсти к толщине мембраны 1:6. Шаг между отверсти ми 8 определ етс расCTOiiHHeM , на котором отсутствует вли Ш1е потреблени кислорода из набегающего потока, вследствие чего уменьшаетс вли ние диффузионного сло на результаты измерений. Благодар тому, что электрическа чейка 3 размещена в мембране 2 и электрод - катод 5 напылен на внутреннюю поверхность мембраны 2, обща толщина чейки составл ет не более О,8 мм. В результате установки тонкостенной чейки 3 в осевой плоскости корпуса 1 в виде проточной трубы устран етс , по сравнеьшю с прототипом, необходимость в дополнительной турбулизации, снижаетс гидродинамическое сопротивление и не нарушаетс ламинарный характер течени жидкости. Расположе1ше по центру потока чейки 3 улучшает обмывание чувствительной поверхности и тем самым повышает точность измерений. В насто щее врем изготовлен макет гальванического датчика кислорода, имеющий диаметр проточной тру&1 1О мм, с электрохимической чейкой толщиной О,8 мм, загерметизированной в стенке корпуса. При толщине мембрань 120 мк, минимальном размере отверсти 60 мк, шаге между отверсти ми 3 мм уменьшен нин«НИИ предел диапазона иамер емыл. потоков до 0,5 л/мин При работе с кровью маска с отверсти ми покрываетс силиконом обладающим высокой газонепроницаемость и антитромбогенными свойствами. Перепад гидродинамического давлени на датчике снижен до 10 мм водного столба. Формул изобретени 1, Гальванический датчик дл измерени концентрации кислорода в потоке, содержащий корпус, газопроницаемую мембрану , анод, катод, выполненный в виде напыленного сло металла на внутреннюю поверхность мембраны, и электролит, о т.л ичающийс тем, что, с целью расширени диапазона измерени 6 236 скоростей потоков жидкости в области ламинарного течени , датчик снабжен контактирующей с газопроницаемой мембраной решеткой из газонепроницаемого материала, например, фольги с системой щелевых отверстий, расположенных последовательно и ориентированных щириной по ходу потока, 2. Гальванический датчик по п, 1, отличающийс тем, что щирина щелевого отверсти относитс к толпщне мембраны как 1:6. Источ1шки информашга, прин тые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР № 27729О, кл. q О1 N 27/46, 197О. 2, Авторское свидете.тьство СССР № 299794, кл. Q О1 N 27/46, 1972.(54) GALVANIC SENSOR FOR MEASURING THE CONCENTRATION OF THE ACID LIQUID IN THE FLOW OF THE FLOW AND BELOW THE HYDROCONSUM RESISTANCE OF THE SENSOR, EHE leads to an additional injury to the blood cells and does not allow the sensor to be used in the venous lines of the apparatus, in which movement of blood occurs as a result of gravitational outflow from the body. Thus, the specified sensor does not provide measurements of the oxygen content at the lower limit of the range of laminar fluid flows used in cardiopulmonary bypass. The purpose of the invention is to expand the range of measurement of fluid flow rates in the laminar flow region. The supplied spruce is achieved by the fact that the sensor is fitted with a gas permeable membrane grid in contact with gas-permeable material, such as foil, with a system of slotted holes arranged in series and oriented in width along the flow path. Moreover, the width of the slit hole from the thickness of the membrane is 1: 6. The drawing shows the structural scheme of the proposed galvanic sensor. The sensor includes a housing 1, a gas-permeable membrane 2, an electrochemical cell 3 with electrodes: a lead anode 4 and a cathode 5 made in the form of a sprayed layer of a precious metal (gold or silver) on the inner surface of the membrane. . The anode 4 and cathode 5 are insulated from each other by a cellophane gasket 6, c. simultaneously exchanged by ion exchanger. The sensor is equipped with a mask 7 of the gas and gas. The material to be thrown, for example, foil, with a system of holes 8, while the mask 7 is in contact with the gas-permeable membrane 2. The holes 8 on the mask 7 are oriented with small dimensions in the direction of fluid flow. The sensor works as follows: The cathode 5 from a layer of precious metal sprayed onto the inner surface of the 2 TDimoro membrane passes inside of someone ki 3 oxygen coming from the liquid under study through holes 8 on a gas-tight mask. The amount of oxygen sourced inside the electrochemical cell is proportional to its partial pressure. At the same time, electrochemical reduction of mopic oxygen to OH ions occurs at cathode 5, and lead oxidation and hydroxide formation at 6 34 at anode 4. The flow of oxygen causes the flow of OMionov in a 25% solution of alkali KOH, which is impregnated with the gasket 6 - ion exchanger. As a result of the redox reaction when an external circuit is closed through a resistance, an electric current flows, which is proportional to the amount of oxygen fusion inside the sensor. The diffusion layer in the fluid flow above the absorbed surface begins at its leading edge and has the greatest thickness at the end. Depending on the change in the diffusion layer, the diffusion flux of oxygen also changes per unit length in the direction of the fluid flow. As the linear dimension of the gas-permeable opening decreases along the fluid flow, the thickness of the diffusion layer decreases and the independence of the diffusion flow increases from the speeds of movement. fluid. The greatest degree of independence from the diffusion layer is achieved when the ratio of the minimum size of the aperture to the thickness of the membrane is 1: 6. The pitch between the holes 8 is determined by the SOCIOHHeM at which there is no effect of oxygen consumption from the incoming flow, as a result of which the influence of the diffusion layer on the measurement results is reduced. Due to the fact that the electrical cell 3 is placed in the membrane 2 and the electrode - the cathode 5 is sprayed onto the inner surface of the membrane 2, the total thickness of the cell is no more than O, 8 mm. As a result of the installation of a thin-walled cell 3 in the axial plane of the housing 1 in the form of a flow tube, the need for additional turbulization is eliminated, compared to the prototype, the hydrodynamic resistance decreases and the laminar nature of the fluid flow is not disturbed. Located in the center of the flow cell 3 improves the washing of the sensitive surface and thereby improves the measurement accuracy. At present, a prototype galvanic oxygen sensor has been manufactured, having a diameter of flow tube & 1 10 mm, with an electrochemical cell with a thickness of 8 mm, sealed in the wall of the housing. With a membrane thickness of 120 microns, a minimum aperture size of 60 microns, and a spacing between the holes of 3 mm, the scientific research institute limits the range and is measured. flows up to 0.5 l / min. During blood handling, the mask with holes is covered with silicone which has high gas impermeability and antithrombogenic properties. The differential pressure drop at the sensor is reduced to 10 mm water column. Claims 1, A galvanic sensor for measuring the oxygen concentration in a stream, comprising a housing, a gas-permeable membrane, an anode, a cathode made in the form of a deposited metal layer on the inner surface of the membrane, and an electrolyte that extends measuring 6 236 fluid flow velocities in the laminar flow region, the sensor is equipped with a gas-tight membrane in contact with a gas-permeable membrane made of a gas-tight material, for example, a foil with a system of slit holes, located oriented and spread along the stream, 2. Galvanic sensor according to claim, 1, characterized in that the width of the slot opening refers to the thickness of the membrane as 1: 6. The sources of information taken into account during the examination: 1. USSR Copyright Certificate No. 27729О, cl. q O1 N 27/46, 197О. 2, Copyright svidete.tstvo USSR № 299794, cl. Q O1 N 27/46, 1972.
А-АAa