Кислородный датчик
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1013832
Авторы: Миронов, Пономарева, Томилов, Уваров, Хайретдинов
Текст
СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК О 01 Ч 1 2 /46 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е СУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ 11 ОТНР(71) Новосибирский государственньуниверситет им. Ленинского комсои Институт химии твердого тела иреработки минерального сырья Сибского отделения АН СССР.(56) 1, Патент США йф 3642599,кл. С 01 Б, опублик, 1972.2 Патент ФРГ, У 2358491,кл. О 01 М, опублик. 1974 (прото(54)(57) КИСЛОРОДНЫЙ ДАТЧИК, содерж щий электрохимическую ячейку с твер дым электролитом на основе соединений лития идвумя электродами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в качестве твердого электролита используют соединения лития, взятые в следующем соотношении, вес.:Окись лития 1-10Сульфат лития +углекислыйлитий Остальное, причем каждый из них берут в количестве не менее.10 вес.3 от общего количества. о1013832 40 РС ( 1 д.02 31 х,БО) Р 1А ( 11 ц)Д 550 ОД, 10 2.10Бо 0,6.10 э 2.10-5 3.1 П-2,9,10Изобретение относится к электрохимическим газоаналиэаторам, предназначенным для измеренйя парциальногодавления кислорода в газообразныхсмесях; где необходимо осуществлять 5быстрый и непрерывный контроль состава газа.Известен датчик кислорода, содержа"щий твердый электролит иэ ХГ 02 и измерительные электроды 1 1,1 ОНедостатком этого датчика является то, что он работает только при высокой температуре от 700:.до 1300 оС.Наиболее близким техническим реше-.нием к изобретению является кислород" "1ный датчик, содержащий электрохимическую ячейку с твердым электролитом на основе соединейий лития и двумя электродами 1 2 .Недостатками известного устройства 20является то, что датчик можно использовать при температуре выше 300"С,Кроме того, в электрохимическойячейке данного типа используютсявакуумные образцы электролита. Чувствительность датчика невелика, измене"ние ЭДС не превышает 6 при изменениипарциального давления кислорода на2 порядка.Целью изобретения является повы- звшение. точности измерений,Поставленная цель достигаетсятем, что в кислородном датчике, со"держащем электрохимическую ячейкус твердым электролитом на основе сое- Здинения лития и двумя электродами,в качестве твердого электролитаиспользуют соединение лития, взятыев следующем соотношении, вес.:Окись лития 1" 10Сульфат лития +углекислыйлитий Остальноепричем каждый из них берут в количестве не менее 10 вес.Ф от общего 45количества.Твердый электролит в данном датчике обеспечивает стабильную работу датчика в интервале температурот100 до 600 оС, интервал измеряемыхдавлений составляет 10до 10 ммрт. ст,На чертеже схематически изображенкислородный датчик.Кислородный датчик состоит из эле.ктрохимической ячейки 1 с твердымэлектролитом 2 и двух электродов3, источникарегулируемого напряже"ния и регистрирующего прибора дляизмерения малых токов 5.Датчик работает следующим образом.Через ячейку 1, на электроды 2.которой подается малое по величиненапряжения порядка 100"300 вЧ, протекает ток, вследствие наличия кислород-,ной составляющей проводимости, ана электродах происходят следующиереакции:на катоде: 0,5 О + 2 е -а Она аноде: О - 2 е-в 0,5 02Поэтому величина тока в системезависит от парциального давления кислорода. Изменение давления кислородав системе приводит к быстрому изначительному изменению величинытока, что фиксируется с помощью амперметра, В интервале указанных температур и давлений датчик практически мгновенно ( за 1 с) реагируетна изменение парциального давлениякислорода в системе. Получение,основного сигнала в виде тока удобнодля измерения с большой точностьюи создает возможность измеренияне только равновесного состояния системы, но и скорость достижения равновесия.В табл. представлены данные поиспытаниЮ кислородного датчика соследующими э/х ячейками: РФ/Ь 0 - Ь 1 ОО - Ь 1 80/Р 1Р/Бв 2 о - 5,5 А 10/АЯНа 20,- 5,5 АХОI АЮАВ/ИО - ИСО- Ь 1280/АД1013832 4Продолжение таблицй 5 6 1,101,9.10-1,8.10-6. 102,10 9 300 5.10 100 1. 1 О Р(ц ц) р 9 3,101,5.10Аа(Баф -5,5 НОу) Ац Ак(" - ) Ад 95 300 1,3.10300 1,1,104,6. 101,7.10Ав(" - ") Як 60-65 1 ОО 1,2-1 Ог300 1,2.10 Рс " - ")Р 95 ч,7.10 1 1,8. 10 6,010 р ( 1 еФ ) р 300 1,1. 10 ф 60-65 р (И 11) р Как видно из таблицы, наряду с 20 высоких температурах изменения тока " глиноземом, в качестве электролита становятся еще более значительными можно. использовать электролит на ос- при изменении парциального давления нове сульфата. лития. кислорода в тех же пределах, т.е.Ф ФСостав твердого электролитавес.3: чувсвительность датчика увеличивается.Окись лития 1-10 ф Как видно из таблицы, в датчикахСульфат лития 10-90 данного устройства успешно могутУглекислый быть использованы образцы более низлитий Остальное кой плотности ( 60-6 Я, т.е. вакуЭто соотношение компонентов обеспе- умно-неплотные образцы. чивает оптимальный режим работы кис Изменение тока происходит за врелородного датчика. Так, если окиси . мя менее 1 с после .изменения давлелития взять менее 13, кислородная ния, а равновесные значения тока проводимость отсутствует, если бо- при данном давлении кислорода в лее 10, очень снижается общая про- системе устанавливаются за 00- водимость, Если сульфата лития брать З 1500 с в зависимости от температуры меньше 103, уменьшается проводимость системы, При многочисленных измене" если более 903, работает датчик толь- ниях парциального давления кислорода ко при высоких температурах. угле" ( напусках и откачкахэ/х ячейки не кислый литий необходим для стабили- претерпевают изменений в указанных зации высокопроводящей Фазы. 4 э условиях, сохраняя постоянные знаДатчики с ТЭ из р - глинозема чения тока при соответствующих вели- обладают достаточнои чувствитель- чинах парциального давления кислоностью и при низких температурах рода имогут использоватьсямногократно. 1,100 С). Если в концентрационных эле- Таким образом, кислородный дат"оментах, используемых в качестве кив" аЗ чик обладает значительно большей лородных датчиков, при изменении чувствительностью 1 в известном онадавления кислорода у одного из элек- составляет 63 от измеряемой величитродов на два порядка изменение ны при изменении внешней величины ЭДС относительно исходной составля- на 2 порядка, а в предлагаемомют не более 6 при 300 ОС, то в дат" зв 5003, при тех же условияхи. значи" чиках с э/х ячейкой изменение тока тельно большим быстродействием ( при от начального - не менее 5003 при 300 оС время срабатывания в известном этой же температуре. Таким образом, устройстве составляет не менее 30 в области определяемых давлений мин,.тогда как в предлагаемом - 1 с) датчик обладает значительно боль" в области парциальных давлений кисИшей чувствительностью. При более лорода 10 - 10 мм рт. ст.
СмотретьЗаявка
3318087, 16.07.1981
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. ЛЕНИНСКОГО КОМСОМОЛА, ИНСТИТУТ ХИМИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА И ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ СО АН СССР
ХАЙРЕТДИНОВ ЭРНЕСТ ФАРРАХОВИЧ, ПОНОМАРЕВА ВАЛЕНТИНА ГЕОРГИЕВНА, УВАРОВ НИКОЛАЙ ФАВОТОВИЧ, МИРОНОВ ЮРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ, ТОМИЛОВ НИКОЛАЙ ПЛАТОНОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01N 27/46
Метки: датчик, кислородный
Опубликовано: 23.04.1983
Код ссылки
<a href="https://patents.su/3-1013832-kislorodnyjj-datchik.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Кислородный датчик</a>
Предыдущий патент: Лабораторный циркуляционный экстрактор
Следующий патент: Электрохимическая ячейка для измерения концентрации кислорода
Случайный патент: Автономный последовательный инвертор