Датчик для определения концентрации водорода в газовой смеси

:;у , .,;,.=.ф РЕСПУБЛИК Збй 01 й 27 46 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУМ 79-97,Остальное Соединения сурьмыПолимерное связующее ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Нагг 1 з Ь.А.А. А й 1 Г,ар 1 оаЮохИе Ъуйгоцеп де 1 есйог. Л. Еесйгоспещ. 8 ос. 1980, 127, В 12,рр 2657-26622. Патент США 9 3003932,кл. б 01 Н 27/46,ойублик. 1961(54) (57) ДАТЧИК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДОРОДА В ГАЗОВОЙ СМЕСИ,содержащий электролит и каталитически активные электроды, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповыаения точности и избирательности измерений, в качестве электролита используют, твердый протонпроводящий электролит ва основесоедивевия сурьмы с добавкой полимерного связующего в следующих соотнааениях, мас.Изобретение относится к аналити- Датчик работает следующим обраческой химии, точнее к анализу газо- зом,ных смесей, и может быть использона- Исследуемая газовая смесь, содерно дня количественного определения жащая водород, подается на один изсодержания водорода в сложных газо- электродов датчика, гдепроисходитвых смесях, металлах и т.д, 5 ионизация водорода. Ион водорода пеИзвестен датчик для определения. реносится через твердый протонпроноконцентрации в газоной смеси водо- дящий электролит к другому электророда, содержащий напыленные на стек- ду, на котором восстанавливается. лянную пластину слой двуокиси тита- В результате разных концентрацийна, металлического титана, пленку 10 водорода на электродах датчика нозотрицательного фоторезиста и не- никает ЭДС, величина которой просколько попосок металлической плас- порциональна логарифму концентрацийтины 1. водорода в смеси.К недостаткам данного датчика Датчик может работать при темпе- следует отнести низкую чувстнитель ратурах от -30 до +100 С. Содер ность (возможность определения водо- ние водорода в газовых смесях можрода только концентраций от 0,1 но измерять бт 10 З до 100 об.до 0,5), зависимость быстродействия Использование полимерного снязуюдатчика от температуры, низкую изби- щего необходимо для обеспечения рательность. механической прочности без значиНаиболее близким по технической тельного уменьшения чувствительсущности к изобретению является ности датчика. датчик для определения концентра- . Чувствительность датчика оаибка ции водорода в газовой смеси, содер- измерения) для определения концент, жащий электролит с каталитически рации водорода существенно зависит активными электродами 23. 2 от удельного сопротивления системаНедостатками известного датчика в целом, те, сопротивления на гра. являются низкая чувствительность нице электрод - электролит и кои(возможность определения концентра- тактного сопротинления между полиции Н только от 0,1 до 2), низкая кристаллитами твердого электролита. избирательность (в присутстнии сО, 30, Введение полимерного связующего, СО 2, О, ЯНз, Н5, углеводородов как непроводящий материал, с однельзя проводить анализ водородсо- ной стороны, приводит к увеличению держащего газа), требуется точное удельного сопротивления, а, следоподдержание температуры и потенциала вательно, к уменьшению чувстнительэлектрода, кроме того, датчик чунстни ности, а, с другой стороны, полителен к вибрациям. мерное связующее приводит к увелиЦель изобретения - повышение точ- чению механической прочности и лучности и избирательности измерений. шей адгезии электродного материалаПоставленная цель достигается к твердому электролиту, что повышает тем, что в датчике для определения . 40 чунстнительностьсистемыв целом. концентрации водородав газовой сме" Таким образом, указанные граничси, содержащем электролит и катали- ные концентрации ингредиентов электически активные электроды, н ка- , тролита были выбраны с учетом причестве электролита используют тнер- неденного выше обоснования. дый протонпроводящий электролит на 4 э П р и м е р 1. Если взять соотрснове соединения сурьмы с добавкой нсиаение твердого электролита и поли- полимерного связующего в,следунзцих мерного связукщего равное 88-12, соотнсиениях, мас.: то в этом случае за счет уменьше 89-9 7 ния чувствительности ошибка измерения возрастает до 3,7. При соотношении твердый электролит - полиПолимерное связующее ОстальноеВ качестве полимерного снязующего мерное связующее 80-20 ошибка возмогут быть использованы водонераст- растает до 10. воришке гидрофильные полимеры, напри- П р и м е р 2. Если взять соотмер, политетрафторэтилен, полисти- нссаение твердого электролита - полирол и др. 55 мерного связующего равное 99" 1, тоНа чертеже изображен предлагаемый н этом случае происходит отслаинадатчик. ние электродов от поверхности твер"датчик состоит из твердого элек- дого электролита, что приводит к тролита 1, выполненного в виде прессо- полной потере чувстнительности. ванногодиска, покрытого с обеих сто В качестве твердого электролита рон платиновыми электродами 2, которые использовались полисурьмянокремниес помощью токоотводов 3 соединены с реная, полисурьмянофосфорная, полигистрирующим электрическим прибором 4., сурьмянокремниевофосфорная кислоты.ВНИИПИ Заказ 4575/35 Тираж 823 Подписное..,. рфилйал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4ППП Латентф Зан, 3 И