Электрохимический датчик кислорода

Авторы патента:

G01N27/46 - Исследование или анализ материалов с помощью электрических, электрохимических или магнитных средств (G01N 3/00-G01N 25/00 имеют преимущество; измерение переменных электрических или магнитных величин и исследование электрических или магнитных свойств материалов G01R)

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в анализаторах кислородсодержания расплавленных металлов. Цель изобретения - увеличение количества теплосмен выдерживаемых датчиком без восстановления защитного элемента. Электрохимический датчик содержит пробирку из твердого электролита, эталонный электрод с токосъемником , защитный металлический чехол, являющийся наружным токосъемником, и защитный элемент. Защитный элемент выполнен в виде пробки из материала следующего состава, мае. %: инертный наполнитель 8- 20; полифосфатная связка 6-10; порощок анализируемого металла - остальное. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 G 01 N 27/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:Ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 417! 590/24-25 (22) 04.01.87 (46) 23.06.88. Бюл. № 23 (71) Уральский филиал Всесоюзного научноисследовательского и конструкторского института «Цветметавтоматика» (72) М. P. Бураков, А. Н. Волков, М. А. Борисполец и P. Х. Сурматов (53) 543.247 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 352209, кл. G 01 N 27/46, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 1349487, кл. G 06 N 27/46, 14.07.86.

„„SU„„1404919 A 1 (54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

КИСЛОРОДА (57) Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в анализаторах кислородсодержания расплавленных металлов. Цель изобретения вЂ” увеличение количества теплосмен выдерживаемых датчиком без восстановления защитного элемента. Электрохимический датчик содержит пробирку из твердого электролита, эталонный электрод с токосъемником, защитный металлический чехол, являющийся наружным токосъемником, и защитный элемент. Защитный элемент выполнен в виде пробки из материала следующего состава, мас. 00: инертный наполнитель 8вЂ”

20; полифосфатная связка 6 вЂ” 10; порошок анализируемого металла вЂ” остальное. 1 ил.

14049

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в анализаторах кислородсодержания расплавленных металлов, основанных на использовании твердоэлектролитных датчиков.

Е(елью изобретения является расширение функциональных возможностей и увеличение срока службы датчика без восстановления защитного элемента.

На чертеже изображен схематично электрохимических датчик кислорода. 10

Датчик содержит пробирку 1 из твердого электролита (ZrOq, стабилизированный YqOq), эталонный электрод 2 с токосъемником 3, защитный металлический чехол 4, являющийся наружным токосъемником. Рабочим электродом в этом случае является расплав металла 5. Токосъемники 3 и 4 соединены с вольтметром 6. Защитный элемент 7 формируется в виде пробки в полости защитного чехла, перекрывая рабочую поверхность пробирки 1. Он изготовлен из смеси инертного керамического наполнителя, полифосфатной связки и порошка анализируемого металла при следующем соотношении компонентов, мас. Я:

Наполнитель 8 вЂ” 20

Связка 6 вЂ” 10 25

Анализируемый металл Остальное

Электрохимический датчик кислорода работает следующим образом.

Перед погружением датчика в расплавленный металл, например медь, его предварительно прогревают над расплавом, после 30 чего погружают в расплав. При этом пробирка 1 плавно прогревается до температуры расплава, не имея с ним непосредственного контакта. Медный порошок, входящий в состав защитного элемента 7, прогреваясь в расплаве, начинает плавиться от поверх- З5 ности, контактирующей с анализируемым расплавом, к поверхности пробирки 1. Такое постепенное плавление обеспечивает плавный прогрев пробирки 1 и исключает опасность ее разрушения от термоудара. Рас- 4р плавленная медь в порах керамического

2 каркаса защитного элемента 7 быстро обменивается с анализируемым металлом, поэтому уже через 10 вЂ” 15 с показания вольтметра устанавливаются на уровне, соответствующем кислородсодержанию расплава.

По измеренной разности потенциалов в соответствии с уравнением Нернста рассчитывают активность растворенного кислорода.

Повышение содержания наполнителя без увеличения количества связки дает непрочную металлокерамическую массу (пробка рассыпается до погружения), а увеличение содержания наполнителя или связки выше предлагаемых пределов дает «глухую» пробку с малой пористостью. Введение в массу компонентов в предлагаемых пределах приводит к получению датчика многоразового действия, выдерживающего 10 вЂ” 15 погружений, при несущественном для дискретных измерений (до 15 с) увеличении времени готовности к работе. При этом датчик выходит из строя из-за нарушения целостности твердоэлектролитной пробирки («закорачивание» сигнала) без разрушения защитного элемента.

Формула изобретения

Электрохимический датчик кислорода; содержащий пробирку из твердого электролита, эталонный электрод, защитный металлический чехол и защитный элемент, выполненный в виде пробки, изготовленной из смеси инертного керамического наполнителя полифосфатной связки и порошка анализируемого металла, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения срока службы датчика без восстановления защитного элемента, компоненты смеси взяты в следующих количественных соотношениях, мас. Я:

Инертный наполнитель 8 вЂ” 20

Полифосфатная связка 6 вЂ” 10

Порошок анализируемого металла Остальное

1404919

Составитель В. Комаров

Редактор Л. Шандор Техред И. Верее Корректор В Б1тягп

Заказ 3096/47 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и откргя гий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рауьпская наб., д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, i.ë. Просипев, 4

Изобретение относится к аналитической химии и может быть применено для анализа воздуха

Электролит для изучения твердых сплавов калия // 1402915

Изобретение относится к исследованиям материалов электрохимическими средствами, в частности к электролитам для исследования термодинаю ческих свойств сплавов калия

Активный слой газодиффузионного электрода для определения микроконцентраций диоксида серы и сероводорода // 1402914

Способ обнаружения дефектов печатной платы // 1401362

Изобретение относится к области электроники

Устройство для измерения диэлектрических параметров твердых электроизоляционных материалов // 1396030

Способ определения концентрации водорода в воздухе // 1396029

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а именно к способам анализа газов с помощью электрических средств, и мозйет быть использовано лдя определения концентрации водорода в энергетике, металлургии , металлообрабатывающей, химической и других отраслях промьшшенности

Масштабирующий преобразователь сигналов датчиков // 1394118

Способ потенциометрического определения концентрации перхлорат-ионов // 1388775

Изобретение относится к аналитической химии

Способ определения l-аминокислот // 1386883

Элемент для измерения электропроводности металлов // 1385052

Изобретение относится к технике высоких давлений и физико-технического анализа

Устройство для определения наличия и толщины пленки электролита на поверхности металлических объектов // 2107891

Электрохимический анализатор физико-химических свойств материалов // 2112965

Стационарный ph-метр для контроля жидких сред // 2112975

Изобретение относится к измерительным приборам и может быть использовано для контроля жидких сред, например молочных продуктов

Способ измерения объемного содержания компонента многокомпонентной однородной смеси // 2119658

Сенсор паров ароматических углеводородов // 2119662

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для определения концентрации паров ароматических углеводородов в атмосфере промышленных объектов и при экологическом контроле

Способ контроля анизотропии прочности твердых материалов и изделий // 2134876

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля анизотропии прочности твердых металлических и строительных материалов и изделий

Способ определения ресурса работы несущего элемента из жаропрочного термически упрочняемого алюминиевого сплава в конструкции летательного аппарата // 2140071

Изобретение относится к области исследования физико-механических свойств металлов и может быть использовано при диагностировании фактического состояния конструкции летательного аппарата после определенной наработки в процессе профилактических осмотров самолета

Способ определения запаса прочности нагруженного материала // 2141648

Изобретение относится к неразрушающим методам анализа материалов путем определения их физических свойств, в частности предела прочности

Способ определения некомпенсированного электрического заряда материальных тел // 2145103

Изобретение относится к геофизике (гравиметрии, геомагнетизму), к общей физике и может быть использовано при определении взаимодействия материальных тел, при расчетах магнитной напряженности вращающихся тел, объектов, тяжелых деталей аппаратов, вращающихся с большой скоростью

Способ детектирования газовых смесей // 2146816

Изобретение относится к способам анализа смесей газов с целью установления их количественного и качественного состава и может быть использовано в газовых сенсорах