Устройство для определения состава газов

Устройство для определения состава газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскии

Социалистическик республик

О П И С А Н И Е (,,938120

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 14.05.80 (21) 2923976/18-25 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (51 ) М. Кл.

001 и 27/46

)Ьоударстоенный коинтет

СССР

lie делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 23.06.82. Бюллетень а23 (53) УД (543.274 (088.8) Дата опубликования описания 26 06 82 (72) Авторы изобретения Ц Ы я(.

P. Л. Пинхусович, Д. П. Подругин, Г. М. Мура н и 8 (7I ) Заявитель

{ ".4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СОСТАВА ГАЗОВ

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в газовом анализе, в частности, для определения концентрации кислорода в инертных газах и азоте.

Известно устройство для определения состава газа на основе использования свойств твердых электролитов,,которое имеет твердоэлектролитный элемент с электродами, один нз которых контактирует с анализируемым газом (рабочий электрод), а другой (сравнительный электрод ) — со сравнительной средой с известной концентрацией кислорода (1) .

Однако это устройство имеет низкую точность определения состава газа.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для определения состава газа, содержащее помещенный )0 в нагреватель твердоэлектролитный потекциометрический элемент в виде стакана со сравнительным и рабочим электродами, подсоединеннътми к измерителю ЭДС, и

2 газоподводящую трубку, конец которой расположен у дна стакана f2) .

Прн низких концентрациях анализируемого газа известное устройство имеет значительнуто погрешность в результате переноса кислорода из сравнительной среды в область рабочего электрода, который обусловлен электронной составлякепей проводимости твердого электролита. Таким образом, этим устройством измеряется суммарная концентрация кн-порода анализируемого газа и перенесенного иэ сравнительной среды.

Бель изобретения — повышение п чнос ти измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения состава газов, содержащем помещенный в нагреватель твердоэлектролитный потеициометрический элемент в виде стакана со сравнительным и рабочим электродами, подсоединенными к измерителю ЭДС, и газоподводящую трубку, конец которой расположен у дна стакана, часть потен938 120 циометрического элемента выполнена в виде расположенного в газоподводящей трубке стержня, боковая поверхность которого образует с внутренней поверхностью этой трубки зазор, являющийся диф-. фузионным сопротивлением, а рабочий электрод нанесен на торец стержня.

На чертеже схематично представлено устройство для определения состава газа.

Устройство состоит из твердоэлектро- 30 литного потенциометрического элемента 1 в виде стакана со сравнительным электродом 2 на внешней поверхности. Часть элемента 1 выполнена в виде стержня 3, на торец которого нанесен рабочий элект- д род 4. Стержень 3 расположен в газоподводяшей трубке 5, конец которой установлен у дна стакана. Боковая поверх» ность стержня и внутренняя поверхность трубки 5 образуют зазор, являющийся диффузионным с опротивлением. Электроды 2 и 4 подсоединены к измерителю 6

ЭДС. Элемент 1 размещен внутри нагревателя 7.

Устройство работает следующим об- у разом.

Анализируемый газ подается в трубку

5, проходит через диффузионное сопротивление между стержнем и трубкой и выходит иэ потенциометрического элемента. З@

При поступлении анализируемого газа через газоподводящую трубку разность потенциалов рабочего и сравнительного электродов выражается уравнением Нернста, по которому, зная концентрацию кислорода в сравнительной среде, омывающей внешнюю часть стакана, температуру, создаваемую в устройстве нагревателем, и измеряя ЭДС, определяют расчетом концентрацию кислорода в анализируемом газе.

В устройстве также имеет место перенос кислорода иэ сравнительной среды.

Но перенесенный кислород попадает в анализируемый газ, прошедший рабочий электрод, т. е. выделяется на боковой поверхности стержня 3, обдуваемой анализируемым газом. Таким образом, рабочий электрод контактирует с анализируемым газом, в котором практически нет кислорода, перенесенного за счет электрон. ной проводимости иэ сравнительной среды.

Применение в устройстве твердоэлектролитного элемента оригинальной конфигурации позволяет резко уменьшить погрешность измерения при анализе газов с содержанием кислорода менее 10 об,%.

-4

Проведенные испытания показали, что погрешность измерения, вызванная переносом кислорода из сравнительной среды в анализируемую по указанному выше механизму, в зависимости от величины диффузионного сопротивлвния, меньше в предлагаемом устройстве в 10 — 100 раэ, что позволяет существенно снизить нижний предел измеряемых концентраций.

Предлагаемое устройство позволит улучшить контроль микроконцентраций кислорода в газах, особенно в установках для разделения воздуха, при контроле чистоты инертных газов, необходимых в электронной промышленности.

Формула изобретения

Устройство для определения состава газов, содержащее помещенный в нагреватель твердоэлектролитный потенциометрический элемент в виде стакана со сравнительным и рабочим электродами, подсоединенными к измерителю ЭДС, и газоподводящую трубку, конец которой расположен у дна стакана, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, часть потенциометрического элемента выполнена в виде расположенного в гаэоподводящей трубке стержня, боковая поверхность которого образует с внуТренней поверхностью этой трубки зазор, являющийся диффузионным сопротивлением, а рабочий электрод нанесен на торец стержня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 3347767, кл. 73-23, опублик. 1969.

2. Патент Англии N 1253675, кл. G 1 М, опублик. 1970 (прототип).

Aud аюлиюируеююЫ CCFJN

Ооставитель В. Екаев

Редактор А. Коэориз Техред М. PeNaec Корректор И. Муска

Ъ

Заказ 4449/65 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4