Устройство для измерения состава газа

(и, 64426 Союз Советских Социалистических республик(23) Приоритет 01 3 1/1 ввуАврвтвввяв квиатет СССР вв далам взвбрвтенкв в вткрмткй. Бюллетень М 3 нсания 10,09.79 УДК 543.27".1.08(088.8) Дата опуб вания о Д. П, Подругин, А. К, Семчевский,нин и Ю. Б. Емельянов(71) Заявнтель ГА ПЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОС 54) УСТРОИСТ Изобретение относится к аналитическимприборам и может быть использовано дляопределения содержания кислорода, галогенов и других веществ в газовых средах.Известно устройство, содержащее по 5.тенциометрическую ячейку выполненнуюв виде трубки из твердого электролита,на внутренней и внешней поверхностях которой нанесены электроды, нагреватель,измеритель ЭДС и измеритель температуры. Устройство предназначено для определения концентрации кислорода в газах, длячего газовый поток, содержание кислорода в котором нужно измерить, пропускаютс одной стороны трубки, а сравнительныйпоток с известным содержанием кислорода - с другой стороны ЦК недостаткам устройства относитсянеобходимость применения сравнительного газа с точно известным содержаниемкислорода, а также устройства для измерения и стабилизации температуры, таккак абсолютная величина температурывходит в расчетную формулу,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для измерения состава газа, содержащее снабженную нагревателем проточнуюкулонометрнческую твердоэлектролитнуюячейку, расположенные на ее внутреннейи внешней поверхности рабочие электродыподсоединенные к регулируемому источнику тока, снабженного управляющим элементом и измерителем тока 2, Поддействием приложенного к электродамнапряжения, ячейка электрохимически перекачивает практически весь кислород източно дозируемого потока газа, проходящего внутри трубки. Концентрация кислорода определяется в соответствии с законом Фарадея,Описанное устройство позволяет с высокой точностью определять концентрациюкислорода, при этом не требуются дополнительные устройства для измерения нподдержания температуры,Однако в случае больших концентраций измеряемого компонента устройство6844263 4ит из строя так как про"быстро выходит из выходе ячейки по сравнению с концентрапускание через ячейку тока лысойбо ьшой цией кислорода на ее входе уменьшается.й электролит Изменение отношения концентрации кислоплотности разрушает тверды электрол т.н х условиях всегда рода на входе и выходе ячейки приводитКроме того, в реальных слоимеет место не абсолютно полный пере- к тому, что на электродах 4,5 возникаетнос кислорода, что не учитыучитывается приЭДС, которая определяется в соответствиис законом Нернста. Отношение концентраизмерениях.Цель изобретения - Расширение диана- ции кислорода на входе к концентрации назона измерения, повышение точности и выходе ячейки одд ри е живают постояннымувеличение срока службы ячейки,Поставленная цель достигается за счет тока пере1 ф ка пе екачки че ез рабочие электроды.р ртого, что в зоне нагревателя на внутренней ЭДС, развиваемая на алектродах 4,5,поверхности трубки перед рабочими электро- вводвво итси в схему сравнения, где ее велидами и после них установлены дополнитель- чине сравнивается с величиной опорногоные алектроды, электрически соединенные напряжения, Если величина ЭЯС не равначерез схему сравнения с управляющим заданной величине опорного напряжения,алементом регулятора тока. то разностный сигнал, выделяемый в схеНа чертехе схематически показано уст- ме сравнения, воздействует на управляюройство, например, для определения кон- щий элемент регулятора тока до тех пор,центрации кислорода. пока указанные величины не сравняютсяУстройство содержит регулятор 1 рас- по абсолютноф кй величине т,е. пока раэхода газа, проточную кулонометрическую ностный сигнал не станет равным нулю.твердоалектролнтную ячейку 2,нагреватель3 ячейки, электроды 4-6, расположенные В результате любое изменение копна внутренней поверхности ячейки, и на-центрации кислорода на входе ячейки буРУужный электрод 7, измеритель 8 расхо- дет компенсировано током перекачки чеда газа, регулируемый источник тока 9, рез рабочие электроды так, что отношесхему сравнения 10 и измеритель токание концентрации кислорода на входе к11, Кулонометрическая твердоалектролит- концентрации на выходе Ячейки будетная ячейка, пропускаюшаЯ ионы кислорода, э поддерживаться постоянным и равным3но имеющая незначительную электродную заданному значению.проводимость, представляет собой трубку,Применение двух дополнительныхкопия. стабилизированной Окисью кальция ктродов и схемы сравнения позволяетРабочие электроды 67 электрически и у н шить ток перекачки через ячейкусоединены с регулируе.м источником то З дает возможность Расширить диапака и измерителем тока, Электроды 4 и 5 н измерения кислорода, увеличить срокЬ ополнительные) установлень 1 в зо е ружбы ячейки и повыснть тОчнОсть извателя до и после рабочих алектродов имерения за счет учета концентрации кисэлектрически соеДИНЕНЫ СО сХемой СРаВ- юф ячейкилорода на выходе изнения, которая, в свою очередь, соедииена с управляющим элементов регулятора тока.формула изобретенияСхема сравнения 10 представляет соний к Устройство для измерения состава гамостов ю схему, выполненную из калиброванных сопротивлений, кза, ссдержашее снабженную нагревателемодной из диагоналей которой подключенпроточную кулонометрическую твердоэпектисточник опорноГо Рнап яжения не покаолитную ячейку, расположенные на еевнутренней и внешней поверхности рабочиеУстройство работает следуюшим обра- Ффг лируемозлектроды, подсоединенные к регузом,му источнику тока, снабженному управляюГазовый поток, содержащий кислород, му исшим элементом и измер"теле" елем тока о т -1проходит через регулятор 1 расхода газаячейку 2 и измеритель8 расд - п н н в зоне нагревателя наза, Под действием регулируемого исто -ч- З ния диапазонпе е боника тока 9 ячейка алектрохимичесически ие- внутренней поверхности трубки перед ра очими алектродами н после них установлерйкачивает часть кислорода нз потока ганы дополнительные электроды, алектричеза, при этом концентрация кислорода на684426 1, Патент США % 3347767,кл, 204-195, опубл. 1967.2, Авторское свидетельство СССРМ 500499, кл. О 01 М 27/46, 1971/37 Тираж 1090 БНИИПИ Государственного копо делъм изобретений и отк 035, Москва, Ж, Раушск аз 52 4/ я н ПП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная ски соединенные через схему сравнения с управляющим элементом регулятора тока. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе Подитета СССРрытий