Электрохимическая ячейка для измерения концентрации кислорода и кислородсодержащих газов

Электрохимическая ячейка для измерения концентрации кислорода и кислородсодержащих газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (»)966582

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.12.80 (21) 3246394/18-25

I с присоединением заявки РЙ (28) Приоритет— (5l)M. Кл.

G 01 N 27/46

3Ьоударствснный комнтет

СССР ао аелаи нзабретеннй н открытнй

Опубликовано 15.10.82. Бюллетень М38

Дата опубликования описания 15.10;82 (53) УДК 543.253 (088.8) (72) Автор (54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

КИСЛОРОДА КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для измерения концентрации кислорода и кислородсодержащих газов в лабораторной практике .и в промышленности.

Известна электрохимическая ячейка для измерения кислорода, содержащая твердый электролит в виде пробирки с нанесенными на внешнюю и внутреннюю стороны пробирки металлическими электродами (1) .

Однако электрохимическая ячейка характеризуется невысокой точностью измерения за счет явления проникновения кислорода через материал твердого электролита и присутствия в нем электронной проводимости.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является электрохимическая многокамерная ячейка для измерения концентрации кислорода и кислородсодержащих газов, содержащая твердый электролит с электродами, расположенными на противоположных сторонах твердого электролита и соединенными с поверхностью твердого электролита через пластины, также выполненные из твердого электролита (21, Недостатками конструкции электрохимической ячейки являются то, что она не позволяет существенно уменьшить влияние проник.новения кислорода и тем самым повысить точность измерений, а также для измерения применяется датчик, состоящий из батарейки элементарных ячеек соединенных последовательно, что значительно усложняет конструк1О цию, Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что электрохимическая ячейка для измерения

15 концентрации кислорода и кислородсодержащих газов, содержащая твердый электролит с электродами, расположенными на противоположных сторонах электролита и соединеннътх с поверхностью твердого электролита через пластины,.также выполненные из твердого электролита,-между пластинами и твердым электролитом расположен пористый слой из твердого электролита.

ВНИИИПИ Заказ 7834/61 Тираж 887 Подписное

Филиал Г!ПП "Патенг", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

3 96658

На чертеже представлена конструкция электрохимической ячейки для измерения содержания кислорода и кислородсодержащих газов.

Электрохимическая ячейка состоит из твердого .электролита 1. Контакт электродов 2, расположейныМ на пластинах из твердого электролита 3, осуществлен через пористый слой твердого электролита 4. К электродам ячейки присоединен регистрирующий прибор 5.

Электрохимическая ячейка работает следую- 16 щим образом.

Исследуемый газ, парциальное давление кислорода; в котором меньше чем в сравнительном газе с известным содержанием кислорода, подается во внутренний объем твердого электролита 1, с внешней стороны электролит омывается сравнительным газом с известным содержанием кислорода.

Возникающая вследствие разницы концентрация кислорода концентрационная ЭДС фиксируется регистрирующим прибором.

Различные парциальные давления кислорода по обе стороны электролита вызывают перенос кислорода во внутренний объем твердого электролита, поток кислорода искажает рав25 новесные значения концентраций в зоне электродной реакции, что приводит к значительным ошибкам, особенно при измерении малых концентраций кислорода в инертных газах. Пористый слой твердого электролита рассеивает

30 кислород, выделившиися в зоне контакта пористого слоя и твердого электролита, и таким образом, кислород не достигает зоны контакта электрод — пластина. Выделение кислорода в газовое пространство до электрода идет тем быстрее, чем развитее поверхность N контакта пористый слой — газ, и чем меньше площадь контакта частиц пористого слоя между собой.

2 4

Использование пористого слоя порошка электролита уменьшает внутреннее сопротивление ячейки с 10 — 10 до десятков-сотен Ом и тем самым снижает требования к измерительной аппаратуре, что в свою очередь исключает дополнительные ошибки при измерении, связаннь е с измерительной аппаратурой.

Использование порошка электролита делает

l изготовление ячейки более технологичным, так как слой порошка можно нанести и припечь в процессе изготовления самой трубки (пробирки) из электролита. В этом случае не требуется дополнительного закрепляющего фиксирующего устройства, необходимого для организации точечного контакта.

Формула изобретения

Электрохимическая ячейка для измерения концентрации кислорода и кислородсодержащих газов, содержащая твердый электролит с электродами, расположенными на противоположных сторонах твердого электролита и соединенными с поверхностью твердого электролита через пластины, также выполненные из твердого электролита, о т л и ч а ю щ а, я с я тем, что, с целью повышения точности измерения, между пластинами и твердым электролитом расположен пористый слой из твердого электролита.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 365642, кл. 6 01 М 27/46, 1973.

2. Сб. "Физическая химия и электрохимия расплавленных электролитов". Тезисы докладов V 1В1сctе:сoоoю з3нHоoг о o сoоoв е щtа нHи я, Т. 1, Свердловск, 1973, с. 159-160.