SU824010A1 - Method of measuring oxygen content in a gas mixture - Google Patents

Method of measuring oxygen content in a gas mixture Download PDF

Info

Publication number
SU824010A1
SU824010A1 SU792706238A SU2706238A SU824010A1 SU 824010 A1 SU824010 A1 SU 824010A1 SU 792706238 A SU792706238 A SU 792706238A SU 2706238 A SU2706238 A SU 2706238A SU 824010 A1 SU824010 A1 SU 824010A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cell
gas
measuring
electrodes
oxygen content
Prior art date
Application number
SU792706238A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Михайлович Трактуев
Валерий Вениаминович Сауткин
Соломон Лазаревич Ривкин
Original Assignee
Всесоюзный Дважды Ордена Трудовогокрасного Знамени Теплотехническийнаучно-Исследовательскийинститут Им.Ф.Э.Дзержинского
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 Всесоюзный Дважды Ордена Трудовогокрасного Знамени Теплотехническийнаучно-Исследовательскийинститут Им.Ф.Э.Дзержинского filed Critical Всесоюзный Дважды Ордена Трудовогокрасного Знамени Теплотехническийнаучно-Исследовательскийинститут Им.Ф.Э.Дзержинского
Priority to SU792706238A priority Critical patent/SU824010A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU824010A1 publication Critical patent/SU824010A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Description

Изобретение относится к технике тазового анализа, а именно к способам анализа, основанным на использовании твердоэлектролитных гальвани2The invention relates to techniques for pelvic analysis, and in particular to methods of analysis based on the use of solid electrolyte galvanization

К недостаткам этого способа следует отнести необходимость отбора,. транспортировки и токовой очистки пробы газа, что значительно увеличических ячеек для контроля содержания $ кислорода в газовых смесях. Такие способы контроля находят широкое применение в науке и различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике для контроля содержания/кислорода в продуктах сгорания топлив. .The disadvantages of this method include the need for selection. transportation and current purification of gas samples, which are significantly enlarged cells to control the oxygen content in gas mixtures. Such control methods are widely used in science and various industries, in particular in the power system for controlling the content / oxygen in the products of fuel combustion. .

.Известен термомагнитный способ измерения кислорода в газовых смесях, основанный на использовании явления* термомагнитной конвекции кислородосодержащего газа в неоднородном магнитном поле при наличии в нём температурного градиента. Таз для анализа пе- & ред поступлением в рабочую камеру последовательно проходит через холо4дильник, систему фильтров, в том чис;ле через фильтр тонкой очистки ГЛ .. A thermomagnetic method for measuring oxygen in gas mixtures is known, based on the use of the phenomenon of * thermomagnetic convection of an oxygen-containing gas in an inhomogeneous magnetic field in the presence of a temperature gradient in it. The analysis basin, before entering the working chamber, passes sequentially through holo 4 dilnik, a filter system, including ; le through the GL fine filter.

вает инерционность системы и существенно искажает результаты измерения.The inertia of the system and significantly distorts the measurement results.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ измерения содержания кислорода в газовых смесях, заключающийся в том,, что анализируемую смесь и газ сравнения, например воздух, подаю·^ на электроды твердоэлектролитной ' гальванической ячейки, которую нагревают до рабочей температуры, и измеряют ЭДС на ее электродах, по величине которой судят о содержании кислорода ...The closest in technical essence to the proposed one is a method for measuring the oxygen content in gas mixtures, namely, that the analyzed mixture and the reference gas, for example air, are applied to the electrodes of a solid-electrolyte 'galvanic cell, which is heated to operating temperature, and the EMF is measured on its electrodes, the magnitude of which is judged on the oxygen content ...

Недостатком этого способа являет4ся существование паразитной термоэдс на электродах твердоэлектролитной ячейки, возникающей из-за разности температур внешнего и внутреннего электродов ячейки, котораяA disadvantage of this method is the existence of parasitic 4 Xia thermopower solid electrolyte on the electrodes of the cell arising due to the temperature difference between inner and outer electrodes of the cell, which

824010 · 4 снижает точность измерения содержания кислорода.824010 · 4 reduces the accuracy of measuring oxygen content.

Цель изобретения - повышение точности способа измерения содержания кислорода в газовых смесях, использующего твердоэлектролитные гальванические ячейки.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the method of measuring the oxygen content in gas mixtures using solid electrolyte galvanic cells.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения содержания кислорода в газовой смеси, зак- щ лючающемся в том, что анализируемую смесь и газ сравнения,, например воздух, подают на электроды твердоэлектролитной гальванической ячейки, нагретой до рабочей температуры, и из- 15 меряют ЭДС на ее электродах, по величине которой судят о содержании кислорода, перед измерением ЭДС изменяют пространственное положение ячейки в зоне нагрева с одновременным из- 20 мерением ее внутреннего сопротивления и фиксируют ячейку в положении, при котором ее внутреннее сопротивление минимально.The goal is achieved in that a method of measuring the oxygen content in the gas mixture zak- u Lyuchana that the mixture was analyzed and the reference gas ,, for example, air, is supplied to the electrodes of the galvanic cell solid electrolyte heated to a working temperature, 15 and iz measures the emf at its electrodes, the magnitude of which is judged on the oxygen content prior to measuring the EMF change the spatial position in the heating zone of the cell 20 with simultaneous iz Merenii its internal resistance and the cell is fixed at a position at which m its internal resistance is minimized.

Выбор внутреннего сопротивления 25 (йод) в качестве параметра, характеризующего величину термоэдс гальванической ячейки определяется следующими причинами.The choice of internal resistance of 2 5 (iodine) as a parameter characterizing the magnitude of the thermoelectric power of a galvanic cell is determined by the following reasons.

Если при постоянных расходах анали-30 зируемого газа и газа сравнения, смывающих наружный и внутренний электроды гальванической ячейки, снять распределение температуры этих электродом и в объеме «нагревательной пе- 35 чи при различном положении гальванической ячейки в этом объеме, то как показывает опыт, ни одна из характерных точек этих распределений не определяет минимума термоэдс. С другой стороны нами экспериментально получена зависимость термоэдс от внутреннего сопротивления гальванической ячейки при заданном режиме нагрева и при постоянных скоростях газовых потоков, омывающих электроды.If the constant costs anali- 30 ziruemogo gas and reference gas, removes the outer and inner electrodes of the galvanic cell, remove temperature distribution of the electrode and in the volume "chi heating pe- 35 at different positions of the galvanic cell in this screen, the experience shows that no one of the characteristic points of these distributions does not determine the minimum thermopower. On the other hand, we experimentally obtained the dependence of the thermoelectric power on the internal resistance of a galvanic cell at a given heating mode and at constant gas flow rates washing the electrodes.

На фиг. I представлена зависимость термоэдс гальванической ячейней и внутренней поверхности которой нанесены электроды 3 и 4. Электроды z 3 и 4 соединены проводниками с милливольтметром 5 и прибором 6 для изт 5 мерения сопротивления ячейки 2 (например, измерительный мост переменного тока). Ячейка 2 установочными болтами 7 и 8 соединена с корпусом 9 печи 10. Для контроля температурного. режима в печи 10 используется термопара 11.In FIG. I shows the dependence of the thermopower galvanic yacheyney and the inner surface of which are applied the electrodes 3 and 4. The electrodes 3 and z 4 are connected with a millivoltmeter conductors 5 and the device 6 for the resistance measurements were izt 5 cell 2 (for example, measuring an AC bridge). Cell 2 installation bolts 7 and 8 is connected to the housing 9 of the furnace 10. To control the temperature. mode in the furnace 10 uses a thermocouple 11.

Устройство работает следующим об-’ разом.The device works as follows.

При заданном тепловом режиме печи . и при заданных скоростях анализируемого газа и газа сравнения посредством установочных болтов 7 и 8 ячейку 2 перемещают в печи 10 и измеряют прибором б ее внутреннее сопротивление, фиксируют ячейку 2 в положении, где сопротивление ее минимально и измеряют ЭДС на ее электродах.At a given thermal regime of the furnace. and at given speeds of the analyzed gas and the comparison gas, using the mounting bolts 7 and 8, the cell 2 is moved in the furnace 10 and the internal resistance is measured with the device b, the cell 2 is fixed in the position where its resistance is minimal and the EMF is measured on its electrodes.

Изобретение применяется в различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике для измерения содержания кислорода в топочных газах . и дает экономический эффект, связанный с повышением точности измерения.The invention is applied in various industries, in particular in the power system for measuring the oxygen content in flue gases. and gives an economic effect associated with improved measurement accuracy.

Claims (1)

Изобретение относитс  к технике газового анализа, а именно к способам анализа, основанным на использовании твердоэлектролитных гальванических  чеек дл  контрол  содержани  кислорода в гдзовых смес х. Такие способы контрол  наход т широкое применение в науке и различных отрасл х промышленности, в частности в теплоэнергетике дл  контрол  содержани /кислорода в продуктах сгорани  топлив. , .Известен термомагнитный способ йз мереии  кислорода в газовых с,мес х, осиованный на использовании  влени  термомагнитной конвекции кислородосо держащего газа в неоднородном магнит ном поле при наличии в нём температу ного градиента. Газ дл  анализа пе ред.поступлением в рабочую камеру последовательно проходит через хрло :дильник , систему фильтров, в том чис |ле через фильтр тонкой очистки 1 . К недостаткам этого способа следует отнести необходимость отбора,. транспортировки и токовой очистки пробы газа, что значительно увеличивает инерционность системь и существенно искажает результаты измерени . Наиболее близким по технической сущности к npe vi raeMOMy  вл етс  способ измерени  содержани  кислорода в газовых смес х, заключающийс  в том,, что аиализируемую смесь и газ сравнени , например воздух, подаю1у, иа злектроды твердоэлектролитной гальванической  чейки, которую нагревают до рабочей температуры, и измер ют ЭДС на ее электродах, по величине которой суд т о содержании кислорода .„ Н1едостатком этого способа  вл ет с  существование паразитной термоэдс на электродах твердоэлектролитной  чейки, возникающей из-за разности температур внешнего и внутреннего электродов  чейки, котора  снижает точность измерени  содержани  кислорода. Цель изобретени  - повышение точности способа измерени  содержани  кислорода в газовых смес х, исполь-г зукицего твердоэлектролитные гальванические  чейки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе измерени  содержани  кислорода в газовой смеси,заключакицемс  в том, что анализируемую смесь и газ сравнени ,, например воз дух, подают на электроды твердоэлектролитной гальванической  чейки, нагретой до рабочей температуры,   измер ют ЭДС на ее электродах, по вели чине которой суд т о содержании кислорода , перед измерением ЭДС изме й ют пространственное положение  чей ки в зоне нагрева с одновременным из мерением ее внутреннего сопротивлени и фиксируют  чейку в положе т, при котором ее внутреннее сопротивление , минимально. Выбор внутреннего сопротивлени  (Ядц) в качестве параметра, характер зующего величину термоэдс гальванической  чейки .определ етс  следующим причинами. Еош при посто нных расходах анал зируемого газа и газа сравнени , смы ааюао1Х наружный и внутренний злектроды гальванической  чейки, сн ть распределение температуры этих электродом и в объеме {агревательной печи при различном положении гальванической  чейки в зтом объеме, то как показывает опыт, ни одна из характер ных точек этих распределений не определ ет минимума термоэдс. С другой cTopotfid нами экспериментально получена зависимость термоэдс от внутреннего сопротивлени  гальванической  чейки при заданном режиме нагрева и при посто нных скорост х газовых потоков, омывающих электроды. На фиг. I представлена зависимость термоэдс гальванической  чейки от ее внутреннего сопротивлени ; на фиг. 2 - принципиальна  уст ройства, реализующего предлагаемьгй способ измерени  кислорода в газовых смес х. Зависимость термоэдс (ТЕ) от внутреннего сопротивлени   чейк ( крива  1) имеет минимум в точке, где внутреннее сопротивление твердоэлектролитной  чейки минимально. Устройство (фиг.2) состоит из твердозлектролитной  чейки 2,на внеш ней и внутренней поверхности которой нанесены электроды 3 и 4. Элект1)оды 3 н 4 соединены проводниками с милливольтметром 5 и прибором 6 .дл  изт мерени  сопротивлени   чейки 2 (например , измерительный мост переменного тока). Ячейка 2 установочными болтами 7 и 8 соединена с корпусом 9 печи 10. Дл  контрол  температурного. режима в печи 10 используетс  термопара 11. Устройство работает следук цим образом . При заданном тепловом режиме печи , и при заданных скорост х анйлизируемого газа и газа сравнени  посредством установочных болтов 7 и 8  чейку 2 перемещают в печи 10 и измер ют прибором 6 ее внутреннее сопротивление, фиксируют  чейку 2 в положении, где сопротивление ее минимально и измер ют ЭДС на ее электродах. Изобретение примен етс  в различных отрасл х промышленности, в част- нрсти: в теплоэнергетике дл  измерени  содержани  кислорода в топочных газах. и дает экономический зффёк-т, св занный с повышением точности измерени . Формула изобретени  Способ измерени  содержани  кислорода в газовой смеси,заключающийс  в том, что анализируемую смесь и газ сравнени , например воздух, подают на электроды твердозлектролитной гальванической  чейки, нагретой до рабочей температуры, и измер ют .ЭДС на ее электродах, по величине которой суд т о содержании кислорода, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , перед измерением ЭДС измен ют пространственное положение  чейки в зоне нагрева с одновременным измерением ее внутреннего сопротивлени  и фиксируют  чейку в положении, при котором ее внутреннее сопротивление минимально. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Павленко В.А. Газоанализаторы. М.-Л., 1965, с. 72. 2,Де ноэ В. А. Электрохимические датчики кислорода в схемах контрол  и автоматизации процесса горени . Электрические станции, 1975, № 6, с.21 (прототип).The invention relates to a gas analysis technique, in particular to analysis methods based on the use of solid electrolyte galvanic cells to control the oxygen content in gas mixtures. Such methods of control are widely used in science and various industries, in particular in heat and power to control the content of oxygen in the combustion products of fuels. The thermomagnetic method of measuring oxygen in gas months is known, based on the use of the thermomagnetic convection of oxygen-containing gas in a non-uniform magnetic field in the presence of a temperature gradient. The gas for analyzing the transfer into the working chamber passes successively through the clone, filter system, including through the fine filter 1. The disadvantages of this method include the need for selection. transportation and current cleaning of the gas sample, which significantly increases the inertia of the system and significantly distorts the measurement results. The closest to npe viraeMOMy to the technical essence is the method of measuring the oxygen content in gas mixtures, which consists in the fact that the mixture being used and the comparison gas, for example, air, is supplied, electrons of a solid electrolyte galvanic cell, which is heated to the working temperature, and The emf at its electrodes is measured, and the oxygen content is measured by its magnitude. "The only disadvantage of this method is the existence of parasitic thermoelectric power on the electrodes of the solid electrolyte cell, due to the difference in temperature The external and internal electrodes of the cell, which reduces the accuracy of measuring the oxygen content. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the method of measuring the oxygen content in gas mixtures using solid-electrolyte galvanic cells using zukitsy. The goal is achieved by the fact that in the method of measuring the oxygen content in a gas mixture, the conclusion is that the analyzed mixture and the comparison gas, for example air, is supplied to the electrodes of a solid electrolyte galvanic cell heated to the working temperature, EMF is measured at its electrodes, on the basis of which the oxygen content is judged, before measuring the EMF, they measure the spatial position of the cell in the heating zone while simultaneously measuring its internal resistance and fix the cell in the position where it is Cored oil resistance is minimal. The choice of internal resistance (Poison) as a parameter characterizing the value of the thermopower of the galvanic cell. Is determined by the following reasons. Eosh at constant flow rates of ana- lyzed gas and gas, compare the external and internal electrodes of the galvanic cell, remove the temperature distribution of these by the electrode and in the volume {of the heating furnace at the different position of the galvanic cell in this volume, as experience shows, none of the characteristic points of these distributions does not determine the minimum thermopower. With another cTopotfid, we experimentally obtained the dependence of the thermopower on the internal resistance of the galvanic cell at a given heating mode and at constant gas flow rates washing the electrodes. FIG. I shows the dependence of the thermopower of the galvanic cell on its internal resistance; in fig. 2 shows the principle device that implements the proposed method for measuring oxygen in gas mixtures. The dependence of the thermopower (TE) on the internal resistance of the cell (curve 1) has a minimum at the point where the internal resistance of the solid electrolyte cell is minimal. The device (figure 2) consists of a solid electrolyte cell 2, on the outer and inner surface of which electrodes 3 and 4 are applied. Electrically, 3 n 4 are connected by conductors to a millivoltmeter 5 and an instrument 6. Measure the resistance of cell 2 (for example, measuring ac bridge). Cell 2 with mounting bolts 7 and 8 is connected to furnace body 9. To control the temperature. The mode in the furnace 10 uses a thermocouple 11. The device operates in the following manner. At a given thermal mode of the furnace, and at given speeds of gas being compared and gas compared with adjusting bolts 7 and 8, cell 2 is moved in furnace 10 and its internal resistance is measured by device 6, cell 2 is fixed at the position where its resistance is minimal and measured EMF on its electrodes. The invention is applied in various industries, in particular: in heat and power engineering for measuring the oxygen content in flue gases. and provides an economic zffyok t associated with increased measurement accuracy. The invention The method of measuring the oxygen content in a gas mixture, which consists in that the analyzed mixture and the comparison gas, such as air, is supplied to the electrodes of a solid electrolyte galvanic cell heated to the operating temperature, and measured at its electrodes, the value of which oxygen content, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, before measuring the EMF, the spatial position of the cell in the heating zone is changed while simultaneously measuring its internal resistance and fixing Cozy cell in a position in which its internal resistance is minimal. Sources of information taken into account during the examination 1. Pavlenko V.А. Gas analyzers. M.-L., 1965, p. 72. 2, De Noe V. A. Electrochemical oxygen sensors in the control and automation of the combustion process. Electric power stations, 1975, No. 6, p.21 (prototype).
SU792706238A 1979-01-03 1979-01-03 Method of measuring oxygen content in a gas mixture SU824010A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792706238A SU824010A1 (en) 1979-01-03 1979-01-03 Method of measuring oxygen content in a gas mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792706238A SU824010A1 (en) 1979-01-03 1979-01-03 Method of measuring oxygen content in a gas mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU824010A1 true SU824010A1 (en) 1981-04-23

Family

ID=20802539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792706238A SU824010A1 (en) 1979-01-03 1979-01-03 Method of measuring oxygen content in a gas mixture

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU824010A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3791936A (en) Method and apparatus for monitoring the total combustibles and oxygen content of a gas
US3907657A (en) Gas analysis apparatus
DE602004013438D1 (en) biosensor
DE4341632A1 (en) Method and device for testing and regulating motor vehicles
US4129099A (en) Galvanic exhaust gas sensor with solid electrolyte
US3674436A (en) Exhaust gas analyzer for internal combustion engines
CA1109522A (en) Oxygen concentration analyzer
SU824010A1 (en) Method of measuring oxygen content in a gas mixture
US4869094A (en) Gas sampling valve
JPH0414302B2 (en)
GB1584830A (en) Apparatus and method for measuring the amounts of oxygen and combustibles in a gaseous sample
US9304101B1 (en) Method of sensor conditioning for improving signal output stability for mixed gas measurements
JPS61265562A (en) Hydrogen flame ionizing detector
SU1250927A1 (en) Electrochemical analyzer
Silva et al. Application of the Current Reversal Mode in an automotive lambda sensor for monitoring industrial combustion
RU2608979C2 (en) Gas analyzer
US3055207A (en) Gas analyser
JP2512548B2 (en) Inspection method of porous protective layer of oxygen sensor
RU2745082C1 (en) Gas analyzer
Vitter et al. Use of an oxygen minigauge for monitoring domestic and medium-sized boilers
RU2584265C1 (en) Sensitive element of gas analyser for oxygen and incomplete combustion
CA1108698A (en) Device for monitoring a component in a fluid mixture
Minter The thermal conductivity method of gas analysis.
US3032402A (en) Apparatus for the analysis of flue gas and protective gas
SU1529094A1 (en) Method of checking fuel gases and vapours