Электрохимический датчик концентрации кислорода

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 030881 (21) 3322812/18-25 )54) M. Кд.з

G N 27/46 с присоединением заявки М9Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15Я383, Бюллетень М 10 )33) УДК 543.257 (088.8 .

Дата опубликования описания 15,03.83

У )"

В.Н. Мишин ь,"- -.

3 ::Дру

Специальное экспериментально-констр сМйй бюр промышленного рыболовства (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54 ) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК КОНЦЕНТРАЦИИ

КИСЛОРОДА

Изобретение относится к устройст- вам первичного преобразования физико-химических параметров водной среды и может найти применение в измерительных комплексах, предназначенных для гидрологических исследований, в частности для определения концентра-. ции кислорода в воде.

Известны устройства первичного преобразования физико-химических параметров водной среды, содержащие расположенные на изоляторе электроды с выводами для ик подключения к внешней цепи P1 J.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для контроля кислородного режима жидких и газовых сред, включающее корпус, в котором расположены блок электродов с двумя электродами., выполненный в виде цилиндра,и электролитную камеру,. на торце которой расположена мембрайа. Один из электродов вмонтирован в торцовую часть наконечника блока, электродов, а второй электрод размещен на наружной поверхности блока электродов. В .этом устройстве электролитная камера, образована блоком электродов и корпусом 1,2) .

Недостатками известного устройст.ва являются наличие конструктивного предела уменьшения диаметра торцовой !. поверхности камеры, что ограничивает -.: . возможность применения известного датчика при измерениях в малых исследуемых объемах, и невозможность регули рования чувствительности датчика.

Первый недостаток обусловлен размещением в торцовой плоскости блока электродов, а второй - поршневым действием подвижногь блока электродов, снабженного регулирующей гайкой, на объем электролита. В частности, при вращении регулирующей гай.ки в направлении перемещения блока электродов в сторону мембраны последняя прогибается в противоположную ,от него сторону, так как объем электролита, вытесненный блоком электродов, должен оставаться неизменным.

Цель изобретения — расширение фун« кциональных возможностей датчика и повышение чувствительности..

Поставленная цель достигается тем, что в датчике, содержащем кор". пус, в котором расположен блок Электродов с двумя электродами, выполненный в виде цилиндра, злектролитную камеру на торце которой расположена

1004855 мембрана, электролитная камера размещена внутри блока электродов и ее входное отверстие расположено на торцовой поверхности блока, при этом первый электрод выполнен в виде шайбы, второй электрод размещен на внут5 ренней поверхности камеры, а полость камеры сообщается с окружающей средой посредством цилиндрического ка нала, в котором размещен поршень.

Предложенное устройство позволяет расширить функциональные воэможности датчика при измерении в малых объемах концентрации растворенного кислорода, например при исследовании потребления кислорода икрой рыб. Площадь торцовой поверхности датчика в области мембраны определяется в предлага-. емом устройстве суммарным размером электролитной камеры и корпуса. Таким образом, достигается конструктивная возможность уменьшения поверхности. соприкосновения. чувствительной области датчика с исследуемым объемом, что и является определяющим при исследовании микроструктур.

Повышение чувствительности достигается наличием поршня, регулирующего степень Ярижатия мембраны к измерительному электроду.

При этом перемещение поршня, не 30 связанного с электродами, вызывает изменение объема электролитной камеры, что компенсируется соответствующим изменением кривизны эластичной мембраны, находящейся в не" посредственной близости от неподвижного торцового измерительного электрода.. Таким образом обеспечивается регулирование чувствительности датчика.

На чертеже схематично изображен датчик физико-химических параметров, разрез.

Датчик состоит из корпуса 1, в котором размещен цилиндрический блок

2 электродов, выполненный из диэлектрического материала (например, стекла), Внутри последнего размещена электролитная камера 3, входное отверстие которой расположено на торцовой поверхности блока 2, На 50 этой поверхности укреплен электрод

4, выполненный в виде шайбы, а на поверхности камеры 3 размещен второй электрод 5. Оба электрода снабжены выводами б для подключения к изме- 55 рительной схеме. Блок 2 закрыт мембраной 7 с фиксирующей шайбой 8 и герметизирующим кольцом 9. Мембрана 7 закреплена с помощью гайки 10.

Блок электродов снабжен цилинд- 69 рическим каналом 11, соединяющим полость электролитной камеры 3 с окружающей средой, и поршнем 12, размещенным в этом канале. Шток 13 поршня 12 выполнен в виде винта. 65

При использовании датчика в качестве анализатора растворенного кислорода его работа, основанная на полярографическом способе измерения кислорода, происходит следующим об- разом.

При подаче на электроды 4 и 5 напряжения определенной величины в цепи, образованной электродами и .электролитом, находящимися в камере

3, возникает электрический ток. Величина тока пропорциональна концентрации растворенного кислорода. Моле- . ,кулы кислорода диффундируют через полимерную мембрану 7 к электроду

4,, на котором происходит их электровосстановление, при этом мембрана 7, проницаемая практически только для кислорода, обеспечивает селективность измерения и предотвращает загрязнение электролита. Величина тока зависит также от степени прижатия мемб-. раны 7 к электроду 4. Регулировка степени прижатия осуществляется перемещением поршня 12 в канале 11 путем поворота штока 13, поскольку камера 3 заполнена электролитом, объем которого остается постоянным.

Использование датчика в качестве первичного преобразователя электропроводности в отсутствие мембраны 7 производится одним из известных спо собов измерения электрического сопротивления или проводимости исследуемой среды системой, состоящей из двух и более электродов, Степень прижатия мембраны 7 к электроду 4 обуславливает величину тока, протекающего между электродами

4 и 5, что позволяет регулировать чувствительность датчика и таким образом повысить его чувствительность.

Предлагаемое устройство обладает универсальными возможностями и позволяет проводить измерения в микрообьектах с высокой чувствительностью.

Формула изобретения

Электрохимический датчик концент-: рации кислорода, содержащий корпус, в котором расположен блок электродов с двумя электродами, выполненный в виде цилиндра, и электролитную ка.меру, на торце которой расположена мембрана, о,т-л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей датчика и повышения чувствительности, электролитная камера размещена внутри блока электродов и ее входное отверстие расположено на торцовой поверхности блока, при этом первый электрод выполнен в виде шайбы, второй электрод размещен на внутренней поверхности камеры, а полость камеры сообщается с окружающей средой посредством ци.1004855

Ю

Составитель И.Рогаль

Редактор И.Бандура Техред y.Tenep Корректор Г.Огар

Заказ 1872/54 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытйй

113035g Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4 линдрического канала, в котором размещен поршень.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Унгерман М.Н. и др. Техника океанологических наблюдений на поисковых к промысловых судах. М., "Пищевая промышленность", 1973.

2. Авторское свидетельство. СССР

Р 480007, кл. 6 01 N 27/50,, 1973

5 (прототипп).