Гальваническая ячейка на твердом электролите
Иллюстрации
Показать всеРеферат
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.