Устройство для измерения парциального давления кислорода

Устройство для измерения парциального давления кислорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА, содержащее последовательно нанесенные на диэлектрическую подложку пленки электрода сравнения,.чувствительного элемента из твердого электролита и измерительного электрода, о т л ичающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, измерительный электрод и электрод сравнения расположены в параллельных плоскостях без их взаимного перекрытия , причем расстояние между плоскЬстями выбрано в пределах от 0,25 до 0,5 мкм. с OG

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„} 191819

}5}} 4 С О1 1»1 27/46

И ABTOPCHObhY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3697436/24".25 (22) 25.11.83 (46) 15.11.85.Бюл. 1»" 42 (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Г.I1.Гаврилов, Л.С.Заика, В.Э.Лысюк, A.Â.Ñìîëèé, П.I}.Таланчук и 10.H.Îêóíåâñêèé (53) 543,247(088.8) (56) Патент ФРГ К - 2631721, кл. C 01 N 27/50, 1978.

Патент Великобритании 1»» 1559257, кл. С 01 11 27/56, 1976. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕ11ИЯ КИСЛОРОДА, содержащее последовательно нанесенные на диэлектрическую подложку пленки электрода сравнения,.чувствительного элемента из твердого электролита и измерительного электрода, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, измерительный электрод и электрод сравнения расположены в параллельных плоскостях без их взаимного перекрытия, причем расстояние между плоскостями выбрано в пределах от 0,25 до 0,5 мкм.

1191810

Изобретение относится к газоаналитической технике, в частности к устройствам для измерения парциального давления кислорода в газовых смесях. 5

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг. 1 изображено устройство с электродами, выполненными в виде фигур произвольной формы, вид сверху,10 на фиг. 2 — то же, с электродами, выполненными в виде встречных гребенок, на фиг. 3 — разрез А-А на фиг.2; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фигв2 ° 15

Устройство для измерения парциального давления кислорода (фиг.1-4) содержит диэлектрическую подложку 1, на которую последовательно нанесены пленки электрода 2 сравнения, чувствительного элемента 3 и измерительного электрода 4, Электрод 2 сравнения выполнен из смеси металла с его окспдом, например из смеси Ni H

Ni0. Измерительный электрод 4 выполнен из материала с электронной проводимостью, например Au, Ap, Pt.

Электрод 2 сравнения и измерительный электрод 4 выполнены в виде непересекающихся в плане фигур, пред- 30 почтительнее в виде встречных гребенок (фиг.2 ). Ширина зуба гребенки

0,25-0,5 мкм, расстояние между зубьями одной гребенки 0,75-1,5 мкм, а расстояние в плане между соседними зубьями двух гребенок выбрана минимальным с учетом технологических возможностей и составляет 0,25-0,5 мкм.

Устройство работает следующим образом. 40

При помещении устройства в газовую смесь, парциальное давление кислорода которой отлично от парциального давления кислорода на границе раздела электрод 2 сравнения — чувст-4 вительный элемент 3, на электродах 2 и 4 устройства возникает ЭДС, обусловленная движением ионов кислорода от электрода с большим значением парциального давления кислорода к элек- gp троду с меньшим значением. Измеряя

ЭДС с помощью вольтметра с высоким входным сопротивлением, можно однозначно определить парциальное давление кислорода в газовой смеси °

ЭДС, возникающая на электродах 2 и 4 устройства, описывается уравнением Нернста с

ВТ Р о

Š= — In

4Е Р" с 02 где P H P — соответственно пар02 02 циальные давления кислорода на электроде сравнения 2 и в измеряемой газовой смеси;

R — универсальная газовая постоянная;

Т вЂ” температура преобразователя;

F — постоянная Фарадея.

Если в переносе заряда между электродами 2 и 4 кроме ионов кислорода участвуют также электроны и дырки, та необходимо ввести ионное число переноса

6„

1 7 где Ь„, оси 6 — соответственно ионная., электранйая и дырочная проводимость пленки чувствительного эле-. мента 3.

В этом случае измеряемое значение ЭДС уменьшается па сравнению с действительным с

Кт Гс

Š= — t. In

4Г

Т сг.

Поскольку в предлагаемом устройстве электроды 2 и 4 выполнены в виде непересекающихся в плане фигур предпочтительнее, в виде встречных гребенак, электроны материала измерительного электрода 4, заполняющего поры и микратрещины пленки чувствительного элемента 3, не участвуют в переносе заряда между электродами 2 и 4 и проводимость пленки чувствительного элемента 3 обусловлена только ионами кислорода.

1191810

Составитель С.Постнов

Редактор M.Êåëåìåm Техред И.Асталош Корректор М.Максимишинец

Заказ 7151/41 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва R-35....

Раушская наб, д. 4/5.....

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4