Потенциометрический газовый датчик

 

(ii) 890217

Союз Советскнк

Социепистическив

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22. 2 78 (21) 2700737/18-25 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 0l N 27/30

1Ъеудврствениый комитет

ССС0 во делам изобретений и открытий

Опубликовано 15. 12.81. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 17. 12. 8! (53) УДК 543. 257 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н.А. Разумова, Г.П. Лепнев, Г.Б. Максимов и М.В. Вильямс

Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени государственный университет им. А. А. Жданова (71) Заявитель (54) ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ ГАЗОВЫЙ ДАТЧИК

Изобретение относится к аналити» ческой измерительной технике, точнее к электрохимическим датчикам для анализа состава газовых и жидких сред в области медицины, химии, производства и т.д. 5

Известны потенциометрические газовые датчики, состоящие из индикаторного электрода и электрода-сравнения, погруженных в раствор электролита.

Электрод и раствор электролита изоли- 10 рованы от внешней анализируемой среды гидрофобной мембраной, проницаемой для газов, но непроницаемой для ионов и малопроницаемой для паров воды (1) .

Основными недостатками таких датчи- ков являются замедленный ответ датчиков на изменение газового состава среды, связанный с медленной диффузией газов через газопроницаемую мембрану, и возможность загрязнения подмембранного электролита веществами, которые находятся в растворе образца в случае намокания мембраны.

Известен также датчик, в основу которого положен гальванический элемент с переносом, где индикаторный электрод покрыт тонким слоем раствора электролита малой концентрации, а электродом сравнения является каломельный электрод, погруженный в насыщенный раствор KCR. Электролитический контакт между растворами осуществляется через керамический пористый штифт, который также насьпцается раствором

КСе. P) °

В таком датчике неизбежно попадание насьпценного раствора KC t из раствора электрода сравнения в электролитический слоч на индикаторном электроде и загрязнение его. Кроме того выпадание кристаллов KCf в растворе электрода сравнения и в пористом штифте требует периодической разборки и регенерации датчика.

Наиболее близким к предлагаемому является потенциометрический газовый датчик, состоящий из ионоселективного

890217

Формула изобретения

55 электрода с рН-чувствительной мембраной, покрытой тонкопленочным слоем электролита, и хлорсеребряного электрода сравнения.

Сравнительный и индикаторный электроды датчика находятся в контакте с раствором электролита одного состава.

Конструктивно такая схема датчика решена следующим образом, В тефлоновом цилиндре высверливается отверстие 10 для индикаторного электрода (стеклянный электрод с плоской рН-чувствительной мембраной) и электрода сравнения.

Электрод сравнения выполнен в виде серебряной пластинки, которая покрыва- 5 ется слоем AgС ь электрохимическим способом. Электроды предварительна помещают в пластмассовую трубку, которая является резервуаром для электролита электрода сравнения, а затем крепят ее в тефлсновом цилиндре с помощью резинового кольца. Через специальное отверстие в пластмассовую трубку заливается раствор электролита для электрода сравнения, тем же раствором покрывают рН-чувствительную мембрану стеклянного электрода. С тем, чтобы уменьин ть вытекание электролита из объема электрода сравнения в электролитический слой на поверхности рН-чувствительной мембраны, на боков<И поверхности стеклянного электрода крепят резиновое кольцо, обработанное раствором сильнага,цетергента. Для раствора образца делается специаль35 ная камера с круглым углублением, снабженная мягкими резиновыми прокладками, На дне камеры имеется магнитная мешалка $3).

Недостатками известного датчика

40 являются большие габариты и низкая стабильность работы датчика. Недостаточная стабильность известного устройства обусловлена тем, что имеет место медленная, но постоянная дифкт 5 фузия электролита из резервуара элект рода сравнения через уплотнительное кольцо в слой электролита на рН-чувствительной мембране стеклянного электода которая искажает работу:.датчиP э

59 ка.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и повышение стабильности работы датчика.

Цель достигается тем, что в потенциаметрическом газовом датчике, состоящем из ионоселективного электрода с рН- чувствительной мембранои, покрытой тонкопленочным слоем электролита, и хлорсеребряного электрода сравнения, хлорсеребряный электрод расположен на торце ианоселективного электрода в виде кольца, окружающего по периметру рН-чувствительную мембрану.

С целью обеспечения анализа жидкостей датчик снабжен трубкой из гидрофобного материала, часть которой выступает относительно торца ион =елективнаго электрода.

На чертеже схематически показано предлагаемое устройство.

Датчик состоит из стеклянного электрода 1 с плоской рН-чувствительной мембраной 2. На боковой поверхности стеклянного электрода 1 нанесен тонкий (0,1 мм) слой серебра 3 химическим серебрением. Слой серебра на торце стеклянного электрода, примыкающий к стеклянной рН-чувствительной мембране, покрыт слоем AgC P 4. К слою серебра на боковой поверхности припали токоотводящий проводник 5. Вся металлическая поверхность датчика изолирована силиконовым клеем 6. К боковой поверхности стеклянного электрода приклеена силиконовая трубка 7. На рН-чувствительную мембрану„нанесен слой 8 электролита NaHCQ + NaCf. (или

ЫН4С1) с гелеобразователем при определении С02 или NH3.

Датчик работает следующим образом.

При опускании трубки в анализируемый раствор образца образуется воздушный зазор между рН-чувствительной мембраной и поверхностью раствора образца. При анализе углекислого газа газ диффундирует из образца через воздушный зазор и попадает в электролитический слой на поверхности рН-чувствительной мембраны стеклянного электрода, изменяя его рН и следовательно величину потенциала рН- -чувствительного электрода.

Данная конструкция датчика позволяет значительно уменьшить его размеры, устранить утечку электролита и, следовательно, повысить стабильность и надежность его работы.

1. Потенциометрический газовый датчик, содержащий ионоселективный электрод с рН-чувствительной мембраной, имеющей тонкопленочное покрытие из

890217 электролита, и хлорсеребряный электрод сравнения, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения стабильности работы датчика, хлорсеребряный электрод сравнения расположен на торце ионосе— лективн""o электрода в виде кольца, окружающего по периметру рН-чувствительную мембрану.

2. Датчик по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью обеспечения анализа жидкостей, датчик снабжен трубкой из гидрофобного материала, часть которой .выступает относительно торца ионоселективного электрода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сильк Т., Кейс Х., Паст В. Ученые записки Тартусского государственS ного университета. Вып. 378. Труды по химии. Тарту, 1976, с. 92.

2. Патент США Ф 4018660, lo кл. 204- 195 R, -1973

3. Hansen Е.Н, Ruzicka J., i=nzymatic Analysis by Means of the Air-Gap

Electrode 0etermination of Urea ln

1% Blood, Anal. Chim. Acta, 1974, 72, р. 353.

ИИИПИ Заказ 10959/70

Тираж 910 Подписное

Филиал ППП "Патент11, г.Ужгород-ул.Проектная,4