Claims (2)
Изобретение относитс к аналитическому приборостроению и может быть использовано в газовом анализе, в частнос ти, дл определени концентрации кислорода в инертных газах и азоте. Известно устройство дл определени состава газа на основе использовани свойств твердых электролитов, .которое имеет твердоэлектролитный элемент с электродами, один из которых контактирует с анализируемым газом (рабочий электрод), а другой (сравнительный элек род ) - со сравнительной средой с известной концентрацией кислорода fl . Однако это устройство имеет низкую точность определени состава газа. Наиболее близким по технической сущ ности вл етс устройство дл определешш состава газа, содержащее помешенны в нагреватель гаердоалектропит ый потен ииометрический элемент в виде стакана со сравнительнь;к. и рабочим электродами подсоединенными к измерителю ЭДС, и газоподвод щую трубку, конец которой расположен у дна стакана С 2 . При низких концентраци х анализируемого газа известное устройство имеет значительную погрешность в результате переноса кислорода из сравнительной сре ды в область рабочего электрода, который обусловлен электронной составл ющей проводимости твердого электролита. Таким o6p)a3OM, этим устройством измер етс суммарна концентраци к.ш лорода анализируемого газа и перенесенного из сравнительной среды. Цель изобретени - повьпиение тс чности измерени . Поставленна пель достигаетс тем, что в устройстве дл определени состава газов, содержащем помешенный в иагреватель тверооэпектролиткый потенкно метрический элемент в ввде стакана со сравнительным в рабочим электродами, подсоединениыми к взмеритвлю ЭДС, и газоподвод опую трубку, конец которой расположеи у дна стакана, часть потен39 вдометрического элемента выполнена в виде расположенного в газоподвод шей трубке стержн , бокова поверхность которого образует с внутренней поверхностью этой трубки зазор, вл ющийс дифт фузионным сопротивлением, а рабочий электрод нанесен на торец стержн . На чертеже схематично представлено устройство дл определени состава газа Устройство состоит из твердоэлектролитного потенциометрического элемента в виде стакана со сравнительным электр дом 2 на внешней поверхности. Часть элемента 1 выполнена в виде стержн 3, на торец которого нанесен рабочий элект род 4. Стержень 3 расположен в газоподвод шей трубке 5, конец которой установлен у дна стакана. Бокова поверхность стержн и внутренн поверхность трубки 5 образуют зазор, вл ющийс диффузионным сопротивлением. Электроды 2 и 4 подсоединены к измерителю 6 ЭДС. Элемент 1 размещен внутри нагревател 7. Устройство работает следующим об- разом. Анализируемый газ подаетс в трубку 5, проходит через диффузионное сопротив ление между стержнем и трубкой и выходит из потенциометрического элемента При поступлении анализируемого газа через газоподвод щую трубку разность потенциалов рабочего и сравнительного электродов выражаетс уравнением Нернс та, по которому, зна концентрацию кислорода в сравнительной среде, омывающе внещнюю часть стакана, температуру, создаваемую в устройст ве нагревателем, и измер ЭДС, определ ют pac4eTON концентрацию кислорода в анализируемом газе. В устройстве также имеет место перенос кислорода из сравнительной среды Но перенесенный кислород попадает в анализируемый газ, прошедший рабочий адектрод, т. е. вьзделлетс на боковой поверхности стержн 3, обдуваемой анализируемым газом. Таким образом, ра бочий электрод контактирует с анализируемым газом, в котором практически н О4 кислорода, перенесенного за счет электронной проводимости из сравнительной среды. Применение в устройстве твердоэлект- ролитного элемента орит инальной конфигурации позвол ет резко уменьшить погрешность измерени при анализе газов с содержанием кислорода менее 10 об.%. Проведенные испытани показали, что погрешность измерени , вызванна переносом кислорода из сравнительной среды в анализируемую по указанному выше механизму , в зависимости от величины ди(}нфузионного сопротивлени , меньше в предлагаемом устройстве в 10 - 100 раз, что позвол ет существенно снизить нижний предел измер емых концентраций. Предлагаемое устройство позволит улучшить контроль микрокондентраций кислорода в газах, особенно в установках дл разделени воздуха, при контроле чистоты инертных газов, необходимых в электронной промышленности. Формула изобретени Устройство дл определени состава газов, содержащее помещенный в нагреватель твердоэлектролитный потенцио- метрический элемент в виде стакана со сравнительным и рабочим электродами, подсоединенными к измерителю ЭДС, и газоподвод щую трубку, конец которой расположен у дна стакана, о т л и чающеес тем, что, с целью по- вьпдени точности измерени , часть по- тенциометрического элемента вьшолнена в виде расположенного в газоподвод щей чрубке стержн , бокова поверхность которого образует с внутренней поверхностью этой трубки зазор, вл ющийс диффузионным сопротивлением, а рабочий электрод нанесен на торец стержн . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3347767, кл. 73-23, опублик. 1969. The invention relates to analytical instrumentation and can be used in gas analysis, in particular, to determine the oxygen concentration in inert gases and nitrogen. A device is known for determining the composition of a gas based on the use of the properties of solid electrolytes, which has a solid electrolyte cell with electrodes, one of which is in contact with the gas to be analyzed (working electrode) and the other (comparative electrode) with a comparative medium with a known oxygen concentration fl. However, this device has a low accuracy of determining the composition of the gas. The closest in technical terms is a device for determining the composition of a gas, which contains a haeder-electropent-mounted potential iometric element in the form of a glass with a comparative; and working electrodes connected to the EMF meter, and the gas supply tube, the end of which is located at the bottom of the С 2 glass. At low concentrations of the analyzed gas, the known device has a significant error as a result of oxygen transfer from the comparative medium to the working electrode region, which is caused by the electronic conductivity component of the solid electrolyte. Thus o6p) a3OM, this device measures the total concentration of oxygen from the analyzed gas and transferred from the comparative medium. The purpose of the invention is the measurement of measuring power. Delivered pel is achieved in that the device for determining the composition of gases containing estates in iagrevatel tverooepektrolitky potenkno metric element vvde cup with Comparative into the working electrodes connected to vzmeritvlyu EMF, and gas inlet opuyu tube whose end is situated at the cup bottom part poten39 vdometricheskogo the element is made in the form of a rod located in the gas tube neck, the lateral surface of which forms a gap with the inner surface of this tube, which is a diffusion fusion impedance, and deposited on the working electrode rod end. The drawing shows schematically a device for determining the composition of a gas. The device consists of a solid electrolyte potentiometric element in the form of a glass with a comparative electrode 2 on the outer surface. Part of element 1 is made in the form of a rod 3, on the end of which a working electrode 4 is applied. Rod 3 is located in the gas supply pipe of the neck 5, the end of which is installed at the bottom of the glass. The side surface of the rod and the inner surface of the tube 5 form a gap, which is a diffusion resistance. Electrodes 2 and 4 are connected to the meter 6 EMF. Element 1 is located inside the heater 7. The device operates as follows. The gas to be analyzed is supplied to tube 5, passes through the diffusion resistance between the rod and the tube, and leaves the potentiometric element. When the gas to be analyzed passes through the gas supply tube, the potential difference between the working and reference electrodes is expressed by the Nerns equation, washing the outside of the glass, the temperature created in the device by the heater, and measuring the EMF, determine the pac4eTON oxygen concentration in the analyzed gas. Oxygen transfer from the comparative medium also takes place in the device. However, the transferred oxygen enters the analyzed gas, passed through the working siderode, i.e., is separated on the lateral surface of the rod 3 blown by the analyzed gas. Thus, the working electrode is in contact with the analyzed gas, in which there is practically no O4 of oxygen transferred due to the electronic conductivity from the comparative medium. The use of a solid electrolyte element of orit in the device in the device makes it possible to sharply reduce the measurement error in the analysis of gases with an oxygen content of less than 10% by volume. The tests carried out showed that the measurement error caused by the transfer of oxygen from the comparative medium to the analyzed one by the above mechanism, depending on the magnitude of di (} nfusion resistance, is 10 to 100 times less in the proposed device, which allows to significantly reduce the lower limit The proposed device will improve the monitoring of oxygen microconcentrations in gases, especially in installations for air separation, while controlling the purity of inert gases required in electronic A device for determining the composition of gases, containing a solid electrolyte potentiometric element placed in a heater in the form of a cup with comparative and working electrodes connected to the EMF meter, and a gas supply tube, the end of which is located at the bottom of the cup, about a liter and the fact that, in order to improve the measurement accuracy, a part of the potentiometric element is made in the form of a rod located in the gas-supplying chimney, the lateral surface of which forms erhnostyu the tube gap is yuschiys diffusion resistance, and the working electrode is applied to the rod end. Sources of information taken into account in the examination 1. US patent number 3347767, cl. 73-23, published. 1969.
2.Патент Англии № 1253675, кл. GI N, опублик. 1970 (прототип).2. The patent of England No. 1253675, cl. GI N, pub. 1970 (prototype).
Вымв анал1изи}Н1емо&) X wjffWash anal1izi} N1emo &) X wjff
8м9 анализируемоX , ВыхоО анализируеглогв газа8m9 analyzableX, gas output