Электрохимический датчик для измерения концентрации кислорода

 

О П И С А Н И Е 326502

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 22.VI1!.1969 (М 1357690/26-25) М. Кл. G 01n 27/48

G O1n 27/40 с присоединением заявки №вЂ”

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет—

Опубликовано 19.1.1972. Бюллетень ¹ 4

Дата опубликования описания 29.IV.1972

УДК 535,568(088.8) Авторы изобретения

М. Д. Венкова, И. Х. Дебердеев, В. И. Классен, М. С. Меркурова и Г. E. Cana

Заявитель

Институт горючих ископаемых

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА

Изобретен не относится к приборам для проведения физико-химического анализа, преимущественно для определения содержания кислорода в воде, водных растворах и суспензиях. При выполнении предложенного датчика использован принцип полярографии на твердых металлических электродах, помещенных в раствор электролита и отделенных от контролируемой среды проницаемой для кислорода мембраной.

Известный датчик для измерения концентрации кислорода имеет относительно большое время отклика и не дает стабильных показаний, Недостатком датчика является также наличие перед катодом ниши, образующейся в результате закрепления мембраны с помощью накидной гайки.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Эта цель достигается путем принципиального изменения конструкции датчика — введения в него дополнительного промежуточного элемента, с помощью которого уменьшена инерционность прибора.

Предлженный датчик отличается тем, что цепь между прикатодным и анодным объемами электролита замыкается через слой жидкости, имеющей непосредственный (через пленку мембраны) газовый контакт с анализируемой средой, за счет выполнения оправы катода под тупым углом и образования капиллярного канала стенкой оправы катода и газопроницаемой мембраной.

На фиг. 1 показан предложенный датчик

5 в продольном разрезе; на фиг. 2 — схема электролитного контакта приэлектродных объемов датчика.

Датчик (фиг. 1) собирается на пластмассовом стержне-держателе 1, внутри которого закрепляется золотой катод 2, а на поверхности в углублении — серебряная проволока— анод 8. С целью сохранения высоких рабочих характеристик датчика катод и анод выполняются из металла высокой чистоты (99,99%) и тщательно изолируются один от другого, а контакт между ними осуществляется через электролит только между их рабочими поверхностями. Для этого катод с помощью клея Аральдита вклеивают в стеклянную ка:

20 пиллярную трубку 4 (справа), которая также на клею закрепляется во внутреннем канале держателя. Наружный конец капиллярной трубки с катодом шлифуют грубым корундовым порошком, а края стачивают под углом

45 . На держатель плотно надевают кожух 5 с нарезками для навинчивания колпачка 6 и уплотнительной накидкой гайки 7. Все эти детали изготовляются из твердой пластмассы.

Колпачок с помощью уплотнительной шайбы б из фторопласта прижимает к шлифованно326502

Составитель Е. Алешин

Редактор Т. Орловская

Техред Л. Богданова Корректор Т. Бабакина

Я

Риz. 1 му срезу катода мембрану 9 из пленки фторопласта толщиной, 0,025 мм, Сверху дат гик уплотняется резиновой шайбой 10.

В рабочем положении полость датчика за,полнена электролитом — 0,1 N. раствором

КС1. От катода к аноду электролит проходит через шлиф в кольцевом канале, замыкая электрическую цепь. Общий объем электроли,та 2 мл. Поверхность золотого катода 2 мм, анода (проволоки диаметром 0,3 м.и) около

2000 мм2

При такой конструкции датчика содержание кислорода в слое электролита, служащем проводником между катодом и анодом, устанавливается в соответствии с концентрацией кислорода в контролируемой среде и определяется условиями диффузии его через пленку.

В результате условия стабильного равновесия, сложившегося в прикатодном объеме электролита (в процессе электрохимического восстановления кислорода на золотом катоде), становятся независимыми от содержания кислорода в электролите контейнера, н ток, который течет в системе, при прочих равны.: условиях, определяется скоростью, с которой

5 кислород движется сквозь диффузио|шый слой к катоду.

Hp едмет изобретения

10 Злектрохимический датч ик для измерения концентрации кислорода в газах и жидкостях, содержащий катод, расположенный в оправе, и анод, помещенные в корпус, заполненный электролитом, капиллярный канал, со15 единяющий прикатодный и прианодный объеьмы электролита, и газопроницаемую мембрану, отличаюшийся тем, что, с целью уменьшения времени отклика и повышения стабильности показаний, края оправы катода выпол20 пены под тупым углом, а капиллярный канал образован стенкой оправы катода и газопроницаемой мембраной.

Заказ 45!278 Изд. ¹ 90 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при

Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»