Электрохимический газоанализатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со/оз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 14.Х1.1968 (№ 1281947/26-25) Кл. 42l, 4/16 с присоединением заявки №. 1ПК G 01п 31/08

В 01п 15/00

УДК 543.544(088.8) Приоритет

Опубликовано 29.Х.1970. Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 29.1.1971

Комитет ло делам изобретений и открытий ори Совете евинистрое

СССР

Авторы изобретения

Н. Г. Фарзане, Л. В. Илясов и О. С. Ахмеров

Заявитель

ЭЛ ЕКТРОХИМ ИЧ ЕСКИ Й ГАЗОАНАЛ ИЗАТОР

Изобретение относится к дифференциальным детектирующим устройствам для анализа газов, в частности для газовой хроматографии.

Известны электрохимические газоанализаторы, содержащие камеру с расположенным в ней чувствительным элементом и вводами по разные стороны от него окислителя и смеси водорода с исследуемым компонентом, В настоящее время нет газоанализаторов, сочетающих в себе одновременно такие свойства, как большая чувствительность и одинаковая чувствительность ко всем компонентам анализируемой смеси.

Как в отечественной практике, так и за рубежом сейчас широко внедряются устройства для автоматической расшифровки хроматограмм. Необходимость во введении для каждого компонента своего калибровочного коэффициента увеличивает объем памяти и резко усложняет вычислительную схему автоматического устройства для обработки хроматограмм.

Предлагаемый газоанализатор характеризуется повышенной точностью и стабильностью работы. Его сигнал не зависит от природы компонентов анализируемой газовой смеси.

Он отличается тем, что, чувствительный элемент выполнен в виде твердой ионообменной мембраны с прижатым к ней с обеих сторон активипованными металлическими электродами. Чувствительный элемент делит камеру на две части, в одну из которых поступает окислитель (кислород или воздух, а в другую— газ-носитель (водород) с разделившимися в

5 хроматографической колонке компонентами анализируемой смеси.

Водород, выходящий из разделительной колонки хроматографа в смеси с каким-либо компонентом, каталитически сгорает в ячей10 ке при 20 — 40 С, в результате чего между электродами элемента возникает электрическая разность потенциалов, пропорциональная количеству. водорода в данной смеси.

В качестве твердого электролита, селектив15 но проводящего ионы только одного знака, применена к вазитвердая ионообменная мембрана. Роль электродов играют две покрытые платиновой чернью металлические сетки, тесно контактирующие с мембраной с обеих ее

20 сторон.

При изменении концентрации компонента смеси, выходящей из хроматографической колонки, электрический сигнал формируется за счет изменения количества .водорода, сгораю25 щего в данный момент в ячейке при постоянной подаче окислителя.

При указанных выше условиях на ионообменной мембране происходит лишь холодное сгорание водорода. Благодаря этому, сигнал

30 детектора не зависит от природы анялизируе285331

Предмет изобретения олалии

Составитель И. M. Васильев

Тсхред А. А. Камышиикова Корректоры: Е. Ласточкина и М. Коробова

Рсдакгор Б. Б. Федотов

Заказ 3674/12 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мннис1ров СССР

Москва, 5К-85, Раушскан наб.. д, 4i5

Типографии, пр Сапунова, 2 мого газа. Он пропорционален только концентрации водорода и, следовательно, зависит от концентрации компонента.

Таким образом, газоанализатор позволяет определить концентрацию компонентов газовой смеси, содержащей как углеводородные, так и неуглеводородные газы, с равной чувствительностью к каждому компоненту.

Другое важное преимущество предлагаемого устройства состоит в том, что холодное горение водорода в ячейке происходит при низких (порядка 20 --40 С) температурах, что обусловливает высокую стабильность его работы и долговечность свойств применяемых мембран и катализатора.

Прибор работает без дополнительных стабилизированных источников питания, что упрощает и удешевляет его конструкцию, На чертеже показана принципиальная схема электрохимического газоанализатора.

Две симметричные боковые плиты 1 и 2 из диэлектрического материала образуют камеру детектора, в которой размещена твердая ионообменная мембрана 3. С двух сторон к мембране плотно прилегают два сеточных металлических электрода 4 и 5, активированных платиновой чернью. Прижимные металлические стержни б и 7 снимают возникающее между электродами электрическое напряжение. Резиновое уплотнение 8 герметизирует систему.

С одной стороны камеры по каналу9 в ячейку подается с постоянной скоростью окислитель (кислород или воздух); по каналу 10 с противоположной стороны мембраны поступает выходящая из хроматографической колонки смесь водорода с анализируемым ко viflOIIeilтом. Для вывода газов из ячейки служат каналы ll и 12.

При одновременной подаче с .юстояп ыми скоростями воздуха (кислорода) с одпои стороны и смеси Водорода и е1на1лизиj)уемого кохlпонента с другой на границе раздела мембра5 на — активированные электроды возникает электрохимическая реакция холодного горения водорода. сопровождаемая появлением разности потснцпа 1013 между электродами. Величина этой разносп1 1ютснцпа!03 служит

10 мерой концентрации компонента ана III3;Ipycмой смеси.

Предлагаемый электрохимический газоанализатор обладает простотой, иадеисиостьго и

15 целым рядом сВОйстВ HeзаВисимос! ь10 сигна ла от природы компонентов газовой смеси, высокой чувствительностью, линейностью, малой инерционностью.

Электрохимический газоапализатор, содержащий камеру с размещенным в ней чувст25 витсльным элементом и вводами 110 разные стороны от пего окислителя и смеси Водорода с исследуемым компонентом. Отличагоацийся тем, что, с целью повышения точности и стабильности работы и получения независи30 мости сигнала от природы компонегпов анализируемой газовой смеси прп использовании его в качестве детектора для газовой хроматографии, чувствительный элемент выполнен в виде твердой понообменной мембраны, деля35 щей камеру на две части Il тесно контактирующей с обеих сторон с металлпчес:<ими сеточными электродами, активпров шными платиновой чернью.