Способ измерения парциального давления водорода

50 55 60 Изобретение относится к электро- Мимическим способам анализа газов и предназначено для измерения парциального давления водорода в газообразных смесях, где необходимо ,осуществлять быстрый и непрерывныйконтроль состава газа.Известен способ измерения парцильного давления водорода в гаэоой смеси, основанный на свойст,ве водорода восстанавливать окислы до металла, 0 количестве водорода судят по восстановлению окиси металла анализируемы)щ газом по реакции восстановления.Способ основан на прямой. прапорциональной зависимости количества восстановленного металла от количества водорода в анализируемой пробе ваза (11.К недостаткам известного способа относятся инерционность (время срабатывания 5-10 мин) и малая чувствительность,Наиболее близким к изобретению является способ измерения парцнального давления водорода в газах путем измерения тока, проходящего через чувствительный элемент, состоящий из твердого протонного электролита с нанесенными на его торцовые поверхности платиновыми электродамиГ 2 .Недостатки данного способа заключаются в том, что он обладает бсльшсй инерционностью, низкой . точностью измерений и малой селектив ностью.Цель изобретения - .новыдение точ- ности измерений.1 Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения парциального давления водорода в газах путем измерения тока, проходящего через чувствительный элемент, состоящий из твердого протонного электролита с нанесенны- ми на его торцовые поверхности электродами из материала, абсорбирующего водород, перед проведением измерений .электроды поляризуют напряжением, выбранным в пределах 100 480 мВ, а в качестве твердого протонного электролита используют кристаллический бисульфат натрия.Диапазон величин поляризующего напряжения,ограничивается следукщими условиями: при напряжениях ниже 100 мВ происходит, резкое падение величины тока до уровня фоновых токов; при напряжениях выше 480 мВ происходит выделение водорода на электродах в результате электрохимического разложения МаН 50, что рриводит к снижению чувствительности датчика, а со временем и к его химической деградации. Способ. имеет ограничения как поверхнему, так и по нижнему пределуизмеряемых давлений.Нижний предел может быть ограничен уровнем электронной проводимости, если она относительно велика (у 1 Ф 10 ), а если неизмеримо ма-йа, - то велйчиной минимального тока, которую может замерить измери, тельная аппаратура.1 Р . Верхний предел измерения обусловлен уровнем проводимости протонногоэлектролита по основным носителямтока, так как при слишком большоМпарциальном давлении водорода ток 15 лимитируется не постановкой протонов к электролиту, а скоростью ихпереноса через электролит;Для осуществления заявляемого способа разработан. чувствительный элед) мент с твердым протонным электролитом из кристаллического бисульфатанатрия.На чертеже представлена схемачувствительного элемента.На поверхность электролита 1 нанесены электроды 2 из материала,абсорбирукцего водород. Это можетбыть палладий, никель, графит и др.30 На электроды 2 от вйешнего источника 3 постоянного тока подается постоянное напряжение. Ток, протекающий при этом через электролит, измещяется измерителем 4. Для увелиЗ 5 чения электропроводности кристалли,ческий бисульфат, греется нагревателем 5 до 90 110 эС, ори этом егоудельная злектропровоцность достигает значений 0,5 10 - 3 106 вГсм.4 О При,температурах ниже 90 ОС электропроводность слишком мала, что приводит к уменьшению пределов измерения чувствительного элемента, апри более, высоких температурах, 45 чем 110 С кристалл термически.деградирует с потерей всех полезныхдля настоящего устройства свойств. П р и м е р . Чувствительный элемент состоит из кристаллического бисульфата натрия с графитовыми электродами, нанесенными иэ .суспенэии мелкодисперсиого графита в органическом связукщем. Кристалл нагревается до 90 фС для увеличения его протонной проводимости и длительно (24 ч) поляризуется при постоянном напряжении 450 мВ. За время поляризации ток, измеряемьФ прибором ИМТ, падает от 2 10 А вначале до 3"10 9 А в момент установления стационарного значения. Чувствительный элеь.энт находится в вакууме 10 -10торр, После поляризации в систему вводится анализируемый65 газ, содержащий водород. Уже при1080077 Составитель Г. ВоровинТехред Л.Мартяшова Редактор М.Келемею Корректор В, Синицкая Эакаэ 1329/46 Тираж 823 Подписное ВНИИПГ Государствениого комитета СССР по делам. изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб. ,д. 4/5 УеФилиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 парциальном давлении 310 ф торр токвоэрастает до нового стационарногоэначення 2 10 ф, при Р с 10 "торрток воэрастает до б10 А, а при10 торр - до 5,410 А. Прн проведении иэмерений по предлагаемому способу чувствительностьвоэрастает на, 3 порядка, обеспечи"вается селективность по отнааенивк водороду.