Датчик для электрохимических измерений
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАН ИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВ.1.О СИОММ СВИДЕтЕЛЬСтаМ
Соаа Советских
Социалистических
Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.03.73 (21) 1891480/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.02.78. Бюллетень № 6 (45) Дата опубликования описания 20.02.78 (51) М. Кл.з С 01N 27/38
G 01N 27/52
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 543.257(088.8) (72) Автор изобретения
P. И. Аблатипов (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
Изобретение относится к чувствительным элементам приборов для электрохимических измерений в растворах и может найти применение в химической, гидрометаллургической, обогатительной и других отраслях промышленности.
Электроды гальванопар покрываются пленкой окислов, пузырьками газа, ионами химических соединений растворов, отчего пассивно протекают процессы в приэлектродной зоне, изменяется потенциал, снимаемый с электродов, т. е. наступает поляризация электродов.
Для уменьшения влияния поляризации, ионной пассивности и других нежелательных явлений применяют малополяризуемые твердые и жидкие электроды, механические очистители поверхности электродов, мешалки, специальные устройства, обновляющие поверхность электродов воздействием переменного или импульсного тока или же ультразвуковой кавитации поверхности твердых электродов и другие (I, 2, 3).
Известен датчик для электрохимических измерений, содержащий жидкий электрод, помещенный в корпус и снабженный токоотводом (4).
Преимуществом этого электрода перед другими известными является то, что он сочетает в себе достоинства твердого электрода (серебряный стержень) и жидкого (амальгама
2 ртути). Он обладает хорошей характеристикои и воспроизводимостью в щелочных и кисл ы х ср ед ах.
5 В проточных средах этот электрод омывается потоком и благодаря этому уменьшается поляризация. Рабочая поверхность электрода обновляется смачивающей ртутью, избыточно накопленной между витками спирали
1р и стержнем. Этот процесс продолжается до полного износа амальгамы (от нескольких часов до нескольких суток). Но наряду с приведенными преимуществами он имеет и ряд недостатков: большая поляризация в непроточных средах из-за отсутствия обновления рабочей поверхности и перемешивания приэлектродных слоев раствора; температурные погрешности из-за недостаточной теплоотдачи непроточных растворов; в проточных абразив2о ных средах имеет короткий срок службы из-за механического износа движущимися абразивными частицами, например, рудная пульпа; ограниченная область применения, ибо возможность применения ртути ограничена IIQ
25 температуре (выделение вредных паров окиси ртути), по химическому взаимодействию с контактирующими веществами и по другим причинам. Приведенные недостатки уменьшают точность и надежность измерения известgp ным индикаторным электродом.
5931
Для повышения точности и надежности измерений электрохимических параметров в растворах в предлагаемом устройстве нерастворимый в анализируемом растворе жидкий электрод помещен в корпус, выполненный из 5 акустически прозрачного материала, например из оргстекла или плавленого кварца, который соединен с источником ультразвука звукопроводом, например, жидкостным, а внутренняя поверхность дна корпуса выпол- 10 непа в виде сферической фокусирующей ультразвук системы.
На чертеже схематически изображено описываемое устройство, помещенное в сосуд с анализируемым раствором, общий вид. 15
Устройство состоит из источника 1 ультразвука, корпуса 2, звукопровода 3, жидкого электрода 4, помещенного в корпус 2, токоотвода 5, электрически изолированного от исследуемого раствора, сферической фокусиру- 20 ющей системы 6, направляющей пучок ультразвука в центр рабочей поверхности электрода 4. В исследуемый раствор из центра рабочей поверхности электрода 4 выходит под действием сфокусированного пучка ультразвука бугорок электродной жидкости. Устройство для электрохимических измерений погру>кено в исследуемый раствор, залитый в сосуд 7.
Устройство работает следующим образом.
Источник 1 ультразвука через звукопровод
3, корпус 2 и жидкий электрод 4 излучает пучок ультразвука на резонансной частоте (на фиг. показан штриховой линией), который фокусирующей системой концентрируется в центре рабочей поверхности электрода 4 и, таким образом, возникшая стоячая волна ультразвука создает бугорок из электродной жидкости.
Если интенсивность ультразвука увеличить до черезмерной величины, то на месте бугорочка может возникнуть фонтан электродной жидкости. Стоячая волна создает циркуляцию электродной жидкости с небольшой скоростью.
Электродная жидкость поднимается по оси симметрии и растекается к периферии.
Таким образом очищается рабочая поверх- 45 ность электрода 4. Осадок, электрически изо30
4 лирующий электрод от раствора, разрыхляется и разрушается, взвешенные частицы и нерастворимый осадок выносятся с поверхности электрода 4 в раствор. Благодаря этому не только очищается поверхность электрода 4, но и обновляется приэлектродная зона раствора.
Токоотводом 5 снимается электрический потенциал электрода 4, который при неизменных свойствах раствора не меняет свою величину благодаря отсутствию химической ионизационной и диффузионной поляризации.
Предлагаемое устройство может использоваться в средах, вызывающих незначительную поляризацию, как обычный жидкостный электрод с периодическим кратковременным воздействием ультразвука.
Другим назначением устройства может быть применение его в паре с вспомогательным электродом в качестве стабильного источника постоянного тока, как нормальный элемент без химического деполяризатора.
Формула изобретения
Датчик для электрохимических измерений, содержащий жидкий электрод, помещенный в корпус и снабженный токоотводом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, он снабжен источником ультразвука, соединенным звукопроводом, например жидкостным, с корпусом электрода, изготовленным из акустически прозрачного материала, причем внутренняя поверхность дпа корпуса выполнена в виде сферической фокусирующей ультразвук системы.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Лвторское свидетельство СССР №265534, кл. G 05N 27/38, 1966.
2. Лвторское свидетельство СССР №335592, кл. G 01N 27/52, 1970.
3. Лвторское свидетельство СССР №219860, кл. G 01N 27/48, 1968.
4. Ионоселективные электроды. Под редакцией P. Дарста. М., 1972, с. 68 — 79.
Составитель Р. Аблатипов
Редактор И. Марголис
Тсхрсд А. Камышникова
Корректоры: О. Данишева и Л. Брахнина
Заказ 105/17 Изд. М 259
Тираж 1029 Подписное
1-IПО Государственного комитета
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, К-35, Раушскан наб., д. 4/5
Типографии, пр. Сапунова, 2