Устройство для измерения состава газа
Патент 684426
Авторы
Устройство для измерения состава газа
Иллюстрации
Реферат
(( (- ь ((: нг. г (ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (;ц 6®442-6Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) З ено 12.04.77 (21) 2474191/18-25 (51) М. Кл.
G 01 < 27/56 с прнсоединениеат заявки М (23) Приоритет
G 01 3 1/10
Гееудвретвавва квиптет
СССР в дамам кзабратанаа в аткрнтай
Опубликовано 05.09.79. Бюллетень М ЗЗ
Дата опубликования описания 10.09.79 (53) УДК 543.27 .1.08(088.8) Ю. Н. Патрушев, Д. П. Подругин, А. К. Семчевский, В. И. Батюнин и Ю. Б. Емельянов (72) Авторы мзебретення (7I ) Заявнтель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВА ГАЗА
Изобретение относится к аналитическим приборам и может быть использовано для определения содержания кислорода, галогенов н других веществ в газовых средах.
Известно устройство, содержащее поS тенциометрическую ячейку, выполненную в виде трубки из твердого электролита, на внутренней и внешней поверхностях которой нанесены электроды, нагреватель,. измеритель ЭЙС и измеритель температуры. Устройство предназначено для определения концентрации кислорода в газах, для чего газовый поток, содержание кислорода в котором нужно измерить, пропускают с одной стороны трубки, а сравнительный поток с известным содержанием кислорода - с другой стороны (Ц
К недостаткам устройства относится необходимость применения сравнительного газа с точно известным содержанием кислорода, а также устройства для измерения и стабилизации температуры, так ( как абсолютная величина температуры входит в расчетную формулу, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройст во для измерения состава газа, содержащее снабженную нагревателем проточную кулонометрическую твердоэлектролитную ячейку, расположенные на ее внутренней и внешней поверхности рабочие электроды подсоединенные к регулируемому источнику тока, снабженного управляющим элементом и измерителем тока (2j. Под действием приложенного к электродам напряжения, ячейка электрохимически перекачивает практически весь кислород из точно дозируемого цотока газа, проходящего внутри трубки. Концентрация кислорода определяется в соответствии с законом Фарадея.
Описанное устройство позволяет с высокой точностью определять концентрацию кислорода, при этом не требуются дополнительные устройства для измерения и поддержания температуры.
Однако в случае больших концентраций измеряемого компонента устройство
684426
3 4 ит из строя TBK KQK пробыстро выходит из выходе ячейки по сравнению с концентрапускание через ячейку тока лысой бо ьшой цией кислорода на ее входе уменьшается. и электролит Изменение отношения концентрации кислоплотности разрушает тверды электрол т. н х условиях всегда рода на входе и выходе ячейки приводит
Кроме того, в реальных сло имеет место не абсолютно полный пере- к тому, что на электродах 4,5 возникает нос кислорода, что не учиты учитывается при ЭйС, которая определяется в соответствии с законом Нернста. Отношение концентраизмерениях.
Цель изобретения — расширение диана- ции кислорода на входе к концентрации на зона измерения, повышение точности и выходе ячейки одд р и е живают постоянным увеличение срока службы ячейки.
Поставленная цель достигается за счет тока пере ка пе екачки че ез рабочие электроды. р р того, что в зоне нагревателя на внутренней ЭДС, развиваемая на алектродах 4,5, поверхности трубки перед рабочими электро- ввод вво итси в схему сравнения, где ее велидами и после них установлены дополнитель- чина сравнивается с величиной опорного ные алектроды, электрически соединенные напряжения. Если величина ЭЯС не Равна через схему сравнения с управляющим заданной величине опорного напряжения, алементом регулятора тока. то разностный сигнал, выделяемый в схе
На чертенята схематически показано уст- ме сравнения, воздействует на управляюройство, например, для определения кон- щий элемент регулятора тока до тех пор, центрации кислорода. пока указанные величины не сравняются
Устройство содержит регулятор 1 рас- по абсолютно к и величине т.е. пока раз»хода газа, проточную кулонометрическую ностный сигнал не станет равным нулю. твердоалектролнтную ячейку 2, нагревател ь
3 ячейки, алектроды 4-6, расположенные В результате любое изменение копна внУтРенней повеРхности Ячейки, и на- центрации кислорода на входе ячейки буРУ
Ужный .электрод 7 измеритель 8 Расхо- дет компенсировано током перекачки чеда газа, регулируемый источник тока 9, рез рабочие алектроды так, что отношесхему сравнения 10 и измеритель тока ние концентрации кислорода на входе к
11. КулонометРическаи твердоалектролит- концентрации на выходе ячейки будет ная ячейка, прОпускаюшая ионы кислорода, о поддерживаться постоянным и pBBlibIM
so имеюшая незначительную электродную заданному значению. проводимость, представляет собой трубку, Применение двух дополнительных ктродов и схемы сравнения позволяет
Рабочие электроды 6,7 электрически соединены с Регулируемым истОчникОм ТО ка и измерителем тока Электроды и 5
Ь службы ячейки и повысить точность из»вателя до и после рабочих алектродов и мерения за счет учета концентрации кисалектрическн соединены со схемой сравлорода на выходе из нення, которая, в свою очередь, соеди иена с управлявшим элементов регулятора тока..
Формула изобретения
Схема сравнения 10 представляет соний к УстройствО для измерения сосТВВВ га» мостов ю схему, выполненную из калиброванных сопротивлений, к за, содержащее снабженную нагревателем одной из диагоналей которой подключен (проточную кулонометрическую твердоэлектисточник опорного р нап яжения не покаолитную ячейку, расположенные на ее внутренней и внешней поверхности рабочие
Устройство работает следуюшим обра- И г лируемоалектроды, подсоединенные к регу зом, му источнику тока, снабженному управляюГазовый поток, содержащий кислород, му ис шим элементом и измер-теле
- елем тока о т—
1 ,%ох д р з рагу ор р хода ячейку 2 и измеритель 8 расхода га- л и а ю ш е е с я тем,ч за. Под действием регулируемого исто— ч- у ния диапазон пе е боника тока 9 ячейка алектрохимичес ически ие- внутренней поверхности трубки перед ра очими алектродами и после них установлерйкачивает часть кислорода из потока ганы дополнительные электроды, алектричеза, при этом концентрация кислорода на
684426
Составитель В. Екаев
Редактор Т. Орловская Техред С. Мигай Корректор С. Шекмар е
Заказ 5277/37 Тираж 1090 Подпис ное
UHHHHH Государственного комитета СССР по делъм изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ски соединенные через схему сравнения с управляющим элементом регулятора тока.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США ¹ 3347767, кл, 204-195, опубл. 1967.
2. Авторское свидетельство СССР
¹ 500499, кл. G 01 N 27/46, 1971 (прототип).