Устройство для автоматического измерения содержания кислорода в сточных и природныхводах

Устройство для автоматического измерения содержания кислорода в сточных и природныхводах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Яф(., l

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

349645

6оюз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свпдетельства №

Заявлено 17Л !1.1970 (№ 1463333/23-26) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 04.1Х.1972. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 4.1.1973

М. Кл. С 02с 5110

G 01п 27/48

Комитет ао аслам наобрвтений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 628.543:66.012-52.1 (088.8) Авторы изобретения

А. А. Кузьмин, A. H. Серегин и В. В. Нежинский Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В СТОЧНЫХ И ПРИРОДНЫХ

ВОДАХ

Изобретение относится к устройствам дчя

:автоматического измерения содержания кислорода в сточных и природных водах и может быть использовано в химической, нефтехимичесиой, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Известно устройство для автоматического измерения содержания кислорода в сточных и природных водах, содержащее полярографический датчик, состоящий из гальванического элемента и термосопротивления и связанный с измерительным блоком, причем гальванический элемент включает в себя основной индикаторный и вспомогательный электроды.

К недостаткам известного устройства можно отнести несовершенство измерительной схемы, обусловленное использованием стационарного регистрирующего потенциометра типа ПСР с низкоомным входом и датчика температуры— полупроводникового термосопротивления с недостаточно отрицательным температурным коэффициентом. Кроме того, сравнительно большой остаточный ток и отсутствие системы .компенсации остаточного тока.

Все это приводит к снижению точности и надежности работы известного устройства в целом, а также исключается возможность его использования в лабораторных и полевых условиях.

С целью ликвидации указанных недостатков предложенное устройство снабжено ком пенсатором остаточного тока, подключенным к гальваническому элементу, имеющему дополнительный индикаторный электрод, соединенный с основным индикаторным электродом, причем электроды расположены соответственно на внутренней и внешней поверхностях корпуса гальванического элемента, а вспомога10 тельный электрод выполнен в виде полого цилиндра с отверстием на его боковой поверхности.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — кон15 струкция гальванического элемента.

Устройство содержит полярографический датчик 1, состоящий из гальванического элемента 2, включающего основной индикаторный электрод 3 соединенный с дополнитель20 ным индикаторным электродом 4, вспомогательный электрод 5, причем все электроды погружены в электролит б и закрыты полимерной мембраной 7. Кроме того, устройство содержит термосопротивления 8, которые связа25 ны с,измерительным блоком 9, Измерительный блок 9 содержит регистрирующий двухшкальный микроамперметр 10, подключенный к датчику 1 посредством .переключателей 11 и

12 и регулятора шкалы содержания кислорода

30 18 н соединенный с батареей 14 с помощью

349645

3 компенсатора остаточного тока 15. Регистрирующий микроамперметр 10 связан через усилитель 1б мостового типа с термосопротивлением 8. Гальванический элемент 2 располагается в цилиндрическом корпусе 17 (фиг, 2), на части боковой перфорированной поверхности которого размещен основной индикаторный электрод 8, выполненный в виде платиновой сетки. Дополнительный индикаторный электрод 4 также из платиновой сетки располагается внутри корпуса 17, который устанавливается во вспомогательный электрод 5, выполненный в виде полого кадмиевого цилиндра с отверстием прямоугольной формы на его боковой поверхности и крепится при помощи виконтов 18. Межэлектродное пространство заполняется жидким электролитом б. Гальванический элемент 2 отделен со стороны основного индикаторного электрода 8 от анализируемой воды полимерной мембраной 7, которая прижимается к поверхности электрода 8 резиновой прокладкой 19, имеющей отверстие прямоугольной формы. Заливка электролита б в межэлектродное пространство производится через отверстие 20 с предварительным снятием крышки 21, в верхней части которой имеется ввод 22 для соединительного кабеля.

Крышка 21 герметизируется с помощью резиновой прокладки 23.

При контакте датчика устройства с анализируемой водой молекулы растворенного кислорода диффундируют через полимерную мембрану 7 к основному индикаторному электроду 3, на котором происходит их электровосстановление. Электролит б служит для электрической связи основного индикаторного электрода 8 и дополнительного индикаторного электрода 4 с вспомогательным электродом 5, потенциал которого обеспечивает необходимую величину потенциала электродов 8 и 4, лежащую в области предельного диффузорного тока электровосстановления кислорода.

Электрохимическая реакция на основном индикаторном электроде 8 идет одноступенчато с потреблением четырех электронов:

О, + 2Н,О + 4г — 40Н

При этом происходит растворение металла вспомогательного электрода:

Cd - Cd" + 2e

В результате во внешней измерительной цепи возникает предельный диффузионный ток процесса, регистрируемый микроамперметром 10, причем величина тока прямо пропорциональна содержанию растворенного кислорода.

Полимерная мембрана 7 проницаема практически только для кислорода, что обеспечи5

1О

15 го

25 зо

35 измерения растворенного вает селективность кислорода.

Дополнительный индикаторный электрод 4 задерживает ионы ОН вЂ” и Cd- при их диффузии в электролите б, предотвращая тем самым загрязнение основного индикатор1ного электрода 8 ионами Cd" и вспомогательного электрода 5 ионами ОН вЂ”. Проникновение кислорода в межэлектродное .пространство вследствие возможной разгерметизации гальванического элемента 2 или его присутствие в растворенном виде в электролите б ведет к электровосстановлению кислорода на дополнительном индикаторном электроде 4, обеспечивая тем

""àìûì максимальный градиент концентрации кислорода по обе стороны полимерной мембраны 7, а также минимальное значение остаточного тока. Компенсация остаточного тока после стабилизации датчика осуществляется ручной регулировкой компенсатора 15 величины противо — э.д.с., подаваемой в цепь гальванического элемента 2.

Учет температурного эффекта гальванического элемента 2 производится аналитически с предварительным измерением температуры анализируемой воды с помощью термосопротивления 8 по шкале измерения температуры регистрирующего микроамперметра 10, Измерение осдержания кислорода или температуры осуществляется поочередно по соответствующим шкалам микроамперметра 10 с помощью гальванического элемента 2 и термосопротивления 8, подключаемым к измерительному блоку 9 переключателями 11 и 12.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического измерения содержания кислорода в сточных и природных водах, содержащее полярографический датчик, состоящий из гальванического элемента и термосопротивления и связанный с измерительным блоком, причем гальванический элемент включает в себя основной индикаторный и вспомогательный электроды, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, точности,и удобства измерения, оно снаб кено компенсатором остаточного тока, подключенным к гальваническому элементу, имеющему дополнительный индикаторный электрод, соединенный с основным индикаторным электродом, расположенными соответственно на внутренней и внешней поверхностях корпуса гальванического элемента, а вспомогательный электрод выполнен в виде полого цилиндра с отверстием на его боковой поверхности.

349645

I

1

1

I !

l !

I

l

Фиг

Фг г.2

Составитель Р. Клейман

Техред Е. Борисова Корректор С. Сатагулова

Редактор В. Зивтынь

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 4196/4 Изд. № 1699 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5