Способ определения состава газа

 

Изобретение относится к технике измерения состава газа, в частности позволяет определять концентрацию кислорода в смеси на основе твердоэлектролитной ячейки. С целью повышения точности измерения и расширения области применения анализируемый таз подводят к одному из электродов ячейки через диффузионное сопротивление, подсоединяют к этому электроду положительный полюс источника напряжения на время, достаточное для заполнения внутреннего объема ячейки кислородом и определяемое по установлению постоянного значения ЭДС, измеряемой при отключенном токе. После этого изменяют полярность приложенного напряжения на противоположную, одновременно с этим включают измеритель количества электричества. По количеству электричества, протекшему через твердо электролитную ячейку от момента изменения полярности приложенного напряжения до момента, когда ток примет постоянное значение, судят о концентрации кислорода в анализируемом газе, I ил. i (Л

01 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) (5l)4 С Ol N 2 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3984810/24-25 (22) 05,!2.85 (46) 23.01.89. Бюл. )) 3 (72) Г.М.Мурзин, В.Г.Баженов, М.В,Перфильев, С.И.Сомов и А.Д.Неуймин (53) 543.247(088 ° 8) (56) Патент США М 3347667, кл. G 01 N 27/56, 1972.

Авторское свидетельство СССР .

Р 3211743, кл. G Ol N 27/46, 1972, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ГАЗА (57) Изобретение относится к технике измерения состава газа, в частности позволяет определять концентрацию кислорода в смеси на основе твердоэлектролитной ячейки. С целью повышения точности измерения и расширения области применения анализируемый газ подводят к одному из электродов ячейки через диффузионное сопротивление, подсоединяют к этому электроду положительный полюс источника напряжения на время, достаточное для заполнения внутреннего объема ячейки кислородом и определяемое по установлению постоянного значения ЭДС, измеряемой при отключенном токе. После этого изменяют полярность приложенного напря" жения на противоположную, одновременно с этим включают измеритель количества электричества. По количеству электричества, протекшему через твердоэлектролитную ячейку от момента изменения полярности приложенного а

Щ напряжения до момента, когда ток примет постоянное значение, судят о концентрации кислорода в анализируемом газе. 1 ил.

1453301

20

25 руемый газ поступает через диффузион- 30 ное сопротивление (капилляр) к одному

Формула из об ретения

Способ определения состава газа с помощью твердоэлектролитной ячейки, содержащей внутренний электрод и внешний электрод для контакта со сравнительной средой, заключающийся в том, что перекачивают определенный компонент через твердый электролит за счет разности потенциалов, приложенной к электродам твердоэлектролитной ячейки, о т л и ч а ю-шийся тем, что, с целью повьппения точности измерений и расширения области применения перед проведением измерений на входе внутренней камеры устанавливают диффузионное сопротивление, подводят к диффузионному сопротивлению анализируемый газ и заполняют внутреннюю камеру чистым кис50

Изобретение относится к приборо.строению, в частности к газовому анализу и может быть использовано для определения содержания кислорода в широком диапазоне концентраций.

Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение области применения.

На чертеже изображен один из возможных вариантов устройства, реализующего способ.

На чертеже обозначено; диффузионное сопротивление 1, например керамический капилляр, спай 2 из термостойкого стекла, твердоэлектролитная ячейка, состоящая из твердоэлектролитной пробирки 3 с нанесенными наружным 4 и внутренним 5 электродами из пористой платины, нагреватель 6, внутренняя камера 7 ячейки, прерыватель 8 тока, последовательно соединенные измеритель 9 количества электричества, переключатель 10 полярности тока и источник 11 постоянного тока, высокоомный измеритель ЭДС 12, включенный параллельно с электродами ячейки.

В предлагаемом устройстве анализииз электродов ячейки, а второй элек-трод контактирует с окружающей средой, например атмосферным воздухом.

Однако устройство может быть и погружного типа. В этом случае анализируемый газ будет непосредственно омывать один из электродов ячейки, а к второму электроду подводиться через диффузионное сопротивление.

Пример. Измерения с помощью предлагаемого способа осуществляются следующим образом. Анализируемый газ через диффузионное сопротивление капилляр непрерывно поступает к электроду 5. В начале измерительного цикла положительный полюс источника 11 тока подключен к электроду 5 твердоэлектролитной ячейки. Другой электрод 4 находится в среде, содержащей кислород, например в воздухе или в анализируемой среде. Под действием напряжения (от 0,2 до 1,5 В) из окружающей среды во внутреннюю камеру

7 ячейки накачивается кислород, который вытесняет ранее находившийся в камере газ и заполняет камеру полностью.Время в течение которого необходимо накачивать кислород в камеру, зависит от величины протекающего тока и объема внутренней камеры ячейки.

Это время (1-3 мин) удобнее всего определять экспериментально для конкретной конструкции датчика по установлению постоянного значения ЭДС, измеряемой при выключенном токе по высокоомному измерителю 12, подключенному к электродам ячейки.

После того, как внутренняя камера ячейки заполнится кислородом, полярность источника тока изменяется на противоположную первоначальной, т.е. к электроду 5 подключается отрицательный полюс источника тока и одновременно включается измеритель количества электричества, протекающего через твердый электролит.Под действием приложенного напряжения кислород извлекается из внутренней камеры ячейки и постепенно в камере накапливаются компоненты примеси. По мере накопления в камере примеси поток кислорода, поступающего в камеру 7 ячейки, уменьшается и устанавливается постоянным. Вместе с этим постепенно уменьшается и ток, протекающий через твердый электролит, приобретая в конечном итоге постоянное значение. По количеству электричества, протекшему через твердый электролит, с момента изменения полярности источника тока до момента, когда ток приобретает постоянное значение, определяют концентрацию кислорода в анализируемом газе, пользуясь заранее определенной градуировочной характеристикой.

1453301

Составитель Г,Воровин

Редактор Л.Зайцева Техред М.Дидык, Корректор О. Кравцова

Заказ 7277/40 Тираж 788 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лородом путем подачи электродам ячейки постоянного напряжения, при этом положительный полюс подключают к внутреннему электроду, отрицательный — к внешнему, затем изменяют полярность на противоположную и одновременно измеряют количество электричества от момента изменения полярности до момента установления постоянного значения тока и по количеству электричества судят о содержании кислорода в анализируемой среде.