Анализатор электрохимически активных газов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 881587 (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 19.12.78 (21) 2696551/18-25 с присоединением заявки йв (23ф Приоритет

Опубликовано 15.11.81 ° Бюллетень Рй 42 (51)М. Кл.

G 01 N 21/78

Госудврствсивый квинтет

CCCP во делан взвбрвтений н открытий (53) УДК543.252 (088. 8) Дата опубликования описания 15.11.81 (72) Авторы изобретения

С.Н.Зеленин, B.Ï.Êðàøåíèíè í и Т.И.Титова

1 (7I) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ

АКТИВНЫХ ГАЗОВ

Изобретение относится к информационно-измерительным системам контроля, в частндсти к устройствам для определения электрохимически активных газов, и может быть использовано в тех областях науки и техники, где име

5 ется необходимость непрерывного контроля заданного газового режима, в частности в химической, нефтехимической горнодобывающей промышленt

10 ностях, в автомобильном транспорте, авиации, медицине.

Известны газоанализаторы, осно— ванные на изменении цвета определя-. емых веществ при их реакции с ана15 лизируемым компонентом газовой смеси — фотоколориметрические газоанализаторы жидкостные и ленточные, в которых определение анализируемого.газа осуществляется по светопоглощению индикаторного раство ра или ленты, пропитанной пли смоченной раствором, вступающим в реакцию химического взаимодействия с определяемым компонентом газовой среды. Укаэанные анализаторы применяют, главным образом, для измерения микроконцентраций токсичных примесей в газовых смесях (1) .

Известны также электрохимические анализаторы активных газов, содержащие электрохимическую ячейку, позволяющие определять концентрацию газа в смеси либо по электропроводимости, либо по току, и регистрировать ее вторичными приборами (21 .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является анализатор электрохимически активных газов, одна из стенок корпуса которого выполнена в виде селективно проницаемой мембраны, а электроды помещены в электролит и подключены к источнику постоянного тока (3) .

Недостатками этого изобретения являются отсутствие возможности визуального определения концентрации га за непосредственно в самом анали3 88 заторе„ необходимость вторичной аппаратуры, что усложняет и увеличивает габариты устройства и ухудшает оперативность восприятия информации, Цель изобретения — упрощение устройства, уменьшение его габаритов и повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем корпус, у которого, по меньшей мере, одна из стенок выполнена в виде селективно проницаемой мембраны, и электроды, подключенные к источнику тока и помещенные в электролит, перпендикулярная мембране стенка корпуса выполнена из светопроницаемого материала, а электролит содержит окислительно-восстановительный краситель, который при пороговом значении потенциала и под действием электрохимически активного газа изменяет свои оптические характеристики, причем редокс потенциалов красителя и анализируемого газа соответствует условию Е красителя < Ед газа (анализ) .

При этом один из электродов выполнен в виде резиативного элемента.

В результате воздействия постоянного тока, протекающего через ячейку, и диффузии анализируемого газа через раствор, создается граница цветности, которая при изменении концентрации анализируемого газа, но при постоянной величине тока смещается. Эта по— зволяет визуально определять наличие электрохимически активных газов, применяя проницаемые для определяемого газа мембраны и соответствующий окислительно-восстановительный краситель. Для количественного определения концентрации газа светопроницаемая стенка корпуса снабжена шкалой фиксирующей концентрацию газа по расположению границы цветности красителя.

Для увеличения контрасности границы цветности и тем самым повышения чувствительности анализатора один из электродов предлагаемого устройства может быть выполнен в виде резистивного .элемента.

На фиг. 1 приведен предлагаемый анализатор, общий вид; на фиг. 2— устройство с электродом, представляющим собой резистивный элемент, вариант.

Анализатор, например кислорода, состоит из корпуса 1, заполненного электролитом: 0,1 н водный раствор

1587 4

t0

35

КС1 (KOH), содержащим 10 " раствор красителя метиленового синего, редокс потенциал которого Е, =0,534 В, плоских электродов 2 и 3, выполненных из платинированных переходных металлов, подключенных к источнику постоянного тока 4, газопроницаемой мембраны 5, например силоконовой, являющейся одной из стенок корпуса, закрываемой пылеуловителем 6, например электростатического типа, и шкалы 7, расположенной на светопроницаемой стенке ° корпуса 1. Электрод 2 выполнен в виде сетки для уменьшения влияния на диффузию кислорода и установлен в непосредственной близости от мембраны.

Потенциал электрода 3, установленного у противоположной стенки корпуса, составляет 0,45 В относительно хлорсеребряного электрода, благодаря чему на нем происходит восстановление красителя.

При использовании отраженного света одна из стенок корпуса для повышения контрастности может быть изнутри окрашена.

Устройство работает следующим образом.

Анализируемый газ через пыпеуловитель и газопроницаемую мембрану диффундирует в раствор электролита с погруженными в него плоскими электродами, закрепленными в корпусе, окисляя при этом краситель, содержащийся в электролите. Через ячейку пропускают постоянный электрический ток, благодаря чему на электроде 3 происходит восстановление красителя.

Положение границы цветности(равновесие между окисленной и восстановленной формой красителя) зависит от количества кислорода в окружающей среде и от величины протекающего через раствор электрического тока. Положение границы цветности фиксируется по шкале 7, которая отградуирована в Ж-ных величинах.,анализируемого газа. Диапазон измерения концентрации кислорода 0-25 . Предельная концентрация кислорода 1-2Х.

На фиг. 2 показан анализатор, один из электродов которого представляет собой резистивный элемент, вдоль которого происходит падение напряжения и тем самым имеется точка на электроде, потенциал которой соответстует редокс потенциалу восстановления красителя. Граница цветности в этом ана8815

Формула изобретения фиг. 2

Составитель А.Морозов

Редактор Л.Повхан Техред 0,Легеза Корректор М.Поко

Заказ 9961/66 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лизаторе перпендикулярна плоскости электродов. Такой вариант применим для того, чтобы сделать более контрастной границу цветности, что повышает чувствительность анализатора.

Предлагаемый анализатор позволяет визуальное определение концентрации электрохимически активных газов, в частности кислорода, в различных средах, что найдет широкое применение во 10 всех областях, где необходим контроль газового режима. По сравнению с известными газоанализаторами визуальный анализатор малогабаритен, удобен в использовании, не требует вторич- 1s ной аппаратуры. Габариты анализатора

1-3 см, потребляемый ток 2-1 мкА.

1. Анализатор электрохимически активных газов, включающий корпус, одна иэ стенок корпуса которого выполнена в виде селективно проницаемой И

87 d мембраны, и электроды, помещенные в электролит и подключенные к источнику постоянного тока, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения устройства и уменьшения его габаритов, перпендикулярная мембране стенка корпуса выполнена из светопроницаемого материала, а электролит содержит окислительно-восстановительный краситель.

2. Анализатор по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения концентрации, один из электродов выполнен в виде резистивного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Павленко В.А. Газоанализаторы.

M. -Л., 1965, с. 194 °

2 ° Тхоржевский В.П. Автоматический анализ химического состава газов. "Химия", 1969, с. 80-105.

3. Авторское свидетельство СССР и 446822, кл . G 01 и 27/48, 1972 (прототип).