Гальваническая ячейка на твердом электролите

Гальваническая ячейка на твердом электролите

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

т1 1 493719

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сотоз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.09.74 (21) 2058893/18-10 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.75. Бюллетень Ме 44

Дата опубликования описания 31.03.76 (51) М. Кл. G 01п 27/00 тосударственный иомите1

Совета Министров СССР (53) УДК 621 357(088 8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В, В. Сауткин, М. Я. Хесин и Ю. Ф. Максименко

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского (54) ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА НА ТВЕРДОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве датчика концентрации кислорода, например, в газообразных продуктах сгорания.

Известны гальванические ячейки на твердом электролите с рабочим участком, снабженным измерительным и образцовым электродами.

Такие ячейки позволяют измерять концентрацию кислорода путем определения химического кислородного потенциала анализируемой среды. Однако генерируемая э. д.с. зависит от разности температур на образцовом и измерительном электродах, что существенно снижает точность измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в предлагаемой ячейке твердый электролит для компенсации влияния паразитной термо-э. д.с. снабжен дополнительным рабочим участком с толщиной стенки, отличной от толщины стенки первого рабочего участка, и дополнительным измерительным электродом, подключенным через блок усиления к входу сумматора, к которому также подключен образцовый электрод, а измерительный электрод подключен к сумматору и блоку усиления.

На чертеже показана схема предлагаемой ячейки.

Твердый электролит 1 снабжен основным 2 и дополнительным 3 рабочими участками. Об5 разцовый электрод 4 является общим для обоих у.частков, электрод 5 — измерительным, а дополнительный электрод 6 служит для компенсации влияния температуры в процессе концентрации. Выходной сигнал ячейки фор10 мируется на сумматоре 7, к которому подключены электроды 4, 5 и через блок 8 усиления — электрод 6.

Работа ячейки основана на следующем принципе. Внутри ячейки находится образцо15 вый газ с известной концентрацией кислорода. При помещении ячейки в анализируемую среду на ее электродах 4, 5, (либо 4, 6) возникает э. д.с., пропорциональная логарифму оТношения концентраций кислорода вне ячейки

20 и внутри нее. Если при этом среда нагрета и температура на электродах неодинакова, то генериру.емая э. д. с. Е = Ео+ иЬТ, где Ео — э. д. с. при одинаковой температуре электродов;

25 hT — разность температур электродов;

n — коэффициент влияния разности температур.

Так как тепловые потоки на рабочих участках 2 и 3 одинаковы (они ограничиваются

30 теплопередачей от внутреннеи стенки ячейки

493719

Составитель И. Орлова

Корректор Л. Денискина

Текред Е. Митрофанова

Pciактор T. Рыбалова

Заказ 442, !4 Изд. ¹ 2019 Тираж 902 Подписное

Щ1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 к образцовому газу), то разность температур на электродах 4, 5 и 4, 6 пропорциональна толщине рабочего участка. Вычитая э. д, с. электрода б из э. д. с. электрода 5, можно скомпенсировать влияние разности температур на электродах. Компенсация осуществляется в ячейки следу»ощим образом. Э. д. с. электро дов 4 н 5 Е» —— Ео+ БАЛТ» поступает в сумматор 7, куда»акме подается через блок 8 усиления раз»»ость ЛЕ = E» — E, Где Š— — Ео +

+ аЛТя. Коэффициент усиления блока 8 выбирают равным l»ll» — Уз, где 1» — толщина участка 2, a I — толщина участка 3.

Так как ЛТ-4Т и ЛТз-l Т, то на выходе сумматора 7 получен сигнал

Евых: Ео + 311Т вЂ” 2 Д Т вЂ” 1оТ) = Ео 1 2 который не зависит от разности температур.

Таким образом, гальваническая ячейка работает более точно, чем известные, так как ее сигнал не зависит от разности температур на электродах. В частности, эксперименты показали при измерении концентрации кислорода в топочных газах при резко переменном характере изменения их температуры; класс точности измерения может быть повышен на

2 — 3% (или примерно в 2 раза).

Предмет изобретения

Гальваническая ячейка на твердом электролите, содержащая рабочий участок с измерительным и образцовым электродами, подключенными к измерительной схеме, отл ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности измерения, твердый электролит снабжен дополнительным рабочим участком с толщиной стенки, отличной от толщины стенки первого рабочего участка, и дополнительным измерительным электродом, подключенным через блок усиления к входу сумматора, к которому также подключен образцовый электрод, а измерительный электрод подключен к сумматору и блоку усиления.