Проточный датчик концентрации растворенного в жидкости кислорода

Проточный датчик концентрации растворенного в жидкости кислорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИС--АНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 535499

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.02.75 (21) 2120120/25 с присоединением заявки № (51) M. Kë 2 б 01N 27/52

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 543.272.1 (088.8) Опубликовано 15.11.76. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 10.11.76 (72) Автор изобретения

В. П. Коровин

Ленинградский гидрометеорологический институт (71) Заявитель (54) ПРОТОЧНЫЙ ДАТЧИК КОНЦЕНТРАЦИИ

РАСТВОРЕННОГО В ЖИДКОСТИ КИСЛОРОДА

Государственный комитет

Приоритет

Изобретение относится к области определения величины концентрации веществ и может быть использовано для определения растворенного в воде, например морской, кислорода в автономных автоматических системах при измерении «in situ».

Известно устройство для определения концентрации растворенного в морской воде кислорода, основанное на принципе электровосстановления молекулярного кислорода и представляющее собой электрохимическую ячейку, состоящую из электродной системы, помещенной в раствор электролита и отделенной от исследуемой среды селектирующей мембраной (1).

Недостатком данного устройства является то, что при измерении концентрации растворенного кислорода электрохимическими датчиками, отделенными от исследуемой среды селектирующей мембраной, в тонком слое воды, прилегающем к мембране, происходит изменение концентрации кислорода. При измерении концентрации растворенного кислорода «in situ» наличие пульсаций относительно скорости потока жидкости изменяет толщину этого тонкого слоя воды и, соответственно, величину диффузионного слоя, а как следствие этого, ухудшает точность измерения.

Кроме того, данное устройство обладает сравнительно большой инерционностью (2—

3 мин).

Для повышения точности регистрации путем устранения влияния пульсаций относительной скорости движения потока воды, а также уменьшения инерционности предлагаемый датчик концентрации растворенного в жидкости кислорода снабжен коническим соленоидом, установленным перед полупроницаемой мембраной. Соленоид может быть выполнен в виде усеченного конуса, располоIp женного большим основанием перед мембраной.

На чертеже изображен предлагаемый датчик, состоящий из корпуса 1, изготовленного из оргстекла, внутри которого укреплен дер15 жатель электродов 2 с микроэлектродом-катодом 3 и микроэлектродом-анодом 4. Электродная система датчика отделена от конического соленоида 5, выполняющего функцию магнитного насоса, и исследуемой среды се20 лектирующей мембраной 6, изготовленной из синтетических материалов. Конический соленоид укреплен на корпусе датчика, например, накидной гайкой 7.

Прибор работает следующим образом.

25 При разности потенциалов на электродах, равной потенциалу восстановления кислорода, на катоде начинается электровосстановление кислорода. И наступает момент, когда в приэлектродной зоне наступает существенЗО ный дефицит кислорода и начинается диффузия его из исследуемой среды к катоду. При

535499

Формула изобретения

35

Составитель И. Фузеина

Техред М, Семенов

Коррек гор Л. Орлова

Редактор И, Шубина

Заказ 2351/1 Изд. № 1749 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 этом на выходе датчика возникает диффузионный ток, величина которого пропорциональная концентрации кислорода в среде. Наличие пульсаций скорости движения потока воды вблизи датчика в значительной мере влияет на изменение величины диффузионного тока. Для устранения этого явления используется конический соленоид-магнитный насос, в котором используется отличительное от других газов свойство повышенной магнитной восприимчивости молекул кислорода.

Если молекулу кислорода поместить в однородное магнитное поле, то она ориентируется в этом магнитном поле так, что ее ось будет располагаться параллельно магнитным силовым линиям. Если ту же молекулу кислорода поместить в неоднородное магнитное поле, т. е. в поле, имеющее какой-то градиент напряженности, то молекула кислорода начнет перемещаться в направлении увеличения градиента параллельно магнитным силовым линиям. Необходимо только, чтобы магнитодвижущая сила превосходила по величине силу сопротивления перемещению молекулы кислорода в среде. Для создания неоднород= ного магнитного поля и получения стабильного потока молекул кислорода из исследуемой среды к электродной системе датчика, исключающего влияние изменений скорости потока воды, служит конический соленоид.

Использование подобного устройства в измерительном преобразователе концентрации кислорода, растворенного в воде, например, морской, позволяет довести погрешность измерения до 0,1% и уменьшить инерционность датчика до 10-15 с.

Проточный датчик концентрации растворенного в жидкости кислорода, содержащий

5 электродную систему, помещенную в раствор электролита, и полупроницаемую мембрану, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регистрации и уменьшения инерционности, он снабжен соленоидом, рас10 положенным перед полупроницаемой мембраной.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, соленоид выполнен в виде усеченного конуса, расположенного большим основанием перед мембраной.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. А. В. Храмов, И. Б. Нечваленко, «Мор20 ские гидрофизические исследования». M., № 43, 1969 г.