Электрохимический датчик концентрации кислорода

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СфветскиаСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 030881 21) 3322812/18-25 51) М. Кл,з 6 01 й 27/46 с присоединением заявки М 9 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8); Дата опубликования описания 15,03,83 У)."".я" с, -ь," .ьно"констр сксй бюррыболовства 2) Авторэобретения В.Н. Мишин ециальное эксперимент промышленног71) Заявитель 54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА5 Изобретение относится к устройст- вам первичного преобразования физико-химических параметров водной среды и может найти применение в измерительных комплексах, предназначенных5 для гидрологических исследований, в частности для определения концентра-. ции кислорода в воде.Известны устройства первичного преобразования физико-химических параметров водной среды, содержащие расположенные на изоляторе электроды с выводами для ик подключения к внешней цепи 1 11.Наиболее близким к изобретению 1 по технической сущности и достигаемому результату является устройство для контроля кислородного режима жидких и газовых сред, включающее корпус, в котором расположены блок электродов с двумя электродами., выполненный в виде цилиндра,и электролитную камеру,. на торце которой расположена мембрайа. Один из электродов вмонтирован в торцовую часть наконечника блока, 25 электродов, а второйэлектрод размещен на наружной поверхности блока электродов, В,этом устройстве электролитная камера, образована блоком электродов и корпусом 121 . 30 Недостатками известного устройствва являются наличие конструктивного предела уменьшения диаметра торцовой поверхности камеры, что ограничивает .: . возможность применения известного датчика при измерениях в малых исследуемых объемах, и невозможность регули рования чувствительности датчика.Первый недостаток обусловлен размещением в торцовой плоскости блока электродов, а второй - поршне" вым действием подвижногь блока электродов, снабженного регулирующей гайкой, на объем электролита. В частности, при вращении регулирующей гай,ки в направлении перемещения блока электродов в сторону мембраны последняя прогибается в противоположную ,от него сторону, так как объем электролита, вытесненный блоком электродов, должен оставаться неизменным,цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика и повышение чувствительности.Поставленная цель достигается тем, что вдатчике, содержащем кор". пус, в котором расположен блок Электродов с двумя электродами, выполненный в виде цилиндра, злектролитную камеру на торце которой расположенамембрана, электролитная камера размещена внутри блока электродон и ее входное отверстие расположено на торцовой поверхности блока, при этом первый электрод выполнен в виде шайбы, второй электрод размещен на внут 5 ренней поверхности камеры, а полость камеры сообщается с окружающей средой посредством цилиндрического канала, в котором размещен поршень.10 4 О Предложенное устройство позволяетрасширить функциональные воэможностидатчика при измерении в малых объемах концентрации растворенного кислорода, например при исследовании потребления кислорода икрой рыб, Площадьторцовой поверхности датчика в области мембраны определяется в предлага-.емом устройстве суммарным размеромэлектролитной камеры и корпуса. Таким образом,достигается конструктивная возможность уменьшения поверхности. соприкоснонения, чувствительнойобласти датчика с исследуемым объемом, что и является определяющим приисследовании микроструктур,25Повышение чувствительности достигается наличием поршня, регулирующего степень Ярижатия мембраны к измерительному электроду.При этом перемещение поршня, не ЗОсвязанного с электродами, вызываетизменение объема электролитной камеры, что компенсируется соответстнующим изменением кривизны эластичной мембраны, находящейся в не" 35посредственной близости от неподвижного торцового измерительного электрода. Таким образом обеспечивается регулирование чувствительностидатчика.На чертеже схематично изображендатчик физико-химических параметров,разрез.Датчик состоит из корпуса 1, вкотором размещен цилиндрический блок2 электродов, выполненный из диэлектрического материала например,стекла), Внутри последнего размещена электролитная камера 3, входноеотверстие которой расположено наторцовой поверхности блока 2, На 5 Оэтой поверхности укреплен электрод4, выполненный в виде шайбы, а наповерхности камеры 3 размещен второйэлектрод 5, Оба электрода снабженывыводами б для подключения к измерительной схеме. Блок 2 закрыт мембраной 7 с фиксирующей шайбой 8 игерметизирующим кольцом 9. Мембрана 7 закреплена с помощью гайки 10.Блок электродов снабжен цилинд Орическим каналом 11, соединяющим.полость электролитной камеры 3 с окружающей средой, и поршнем 12, размещенным в этом канале, Шток 13поршня 12 выполнен в виде винта. 65 При использовании датчика н качестве анализатора растворенногокислорода его работа, основанная наполярографическом способе измерениякислорода, происходит следующим об-разом.При подаче на электроды 4 и 5напряжения определенной величины вцепи, образованной электродами и.электролитом, находящимися в камере3, возникает электрический ток. Величина тока пропорциональна концентрации растворенного кислорода, Моле-,,кулы кислорода диффундируют черезполимерную мембрану 7 к электроду4 на котором происходит их электровосстановление, при этом мембрана 7,проницаемая практически только длякислорода, обеспечивает селективностьизмерения и предотвращает загрязнение электролита. Величина тока зависит также от степени прижатия мемб-.раны 7 к электроду 4. Регулировкастепени прижатия осуществляется перемещением поршня 12 н канале 11 путем поворота штока 13, поскольку камера 3 заполнена электролитом, объемкоторого остается постоянным.Использование датчика в качествепервичного преобразователя электропроводности в отсутствие мембраны 7производится одним из известных способов измерения электрического сопротивления или проводимости исследуемой среды системой, состоящей из двухи более электродов,Степень прижатия мембраны 7 кэлектроду 4 обуславливает величинутока, протекающего между электродами4 и 5, что позволяет регулироватьчувствительность датчика и таким абра"зом повысить его чувствительность.Предлагаемое устройство обладаетуниверсальными возможностями и позволяет проводить измерения в микрообь"ектах с высокой чувствительностью.Формула изобретенияЭлектрохимический датчик концент-: рации кислорода, содержащий корпус, в котором расположен блок электродов с двумя электродами, выполненный в виде цилиндра, и электролитную ка.- меру, на торце которой расположена мембрана, о,т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей датчика и повышения чувствительности электролитная камера размещена внутри блока электродов и ее входное отверстие расположено на торцовой поверхности блока, при этом первый электрод выполнен в виде шайбы, второй электрод размещен на внутренней поверхности камеры, а полость камеры сообщается с окружающей средой посредством ци."Пищевая промышленность", 1973. 2. Авторское свидетельство. СССР Р 480007, кл, 0 01 й 27/50 19735 1 прототип).Составитель И.РогальРедактор И.Бандура Техред И.Тепер Корректор Г.О з 1872/54 Тираж 871 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушскаяфилиал ППП фПатентф, г.ужгород,ул.Проектная,4 линдрического канала, в котором размещен поршень.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Унгерман М.Н. и др. Техника океанологических наблюдений на поодписноета СССРытййаб.,д.4/5