Устройство для определения состава газов

(22) Заявлено 14,05,80 (21) 2923976/18-25с присоединением заявки РЙао делан нзобретеннй н открцтнйДата опубликования описания 26.06,821) Заявнтел СТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦРЕДЕЛЕНИ СОСТАВА ГАЗОВ 1Изобретение относнтс к аналитнчес ому приборостроению и ользовано в газовом ан ожет быть нсизе, в частнос ти, для определения концентрации кислорода в инертных газах и азоте. Известно устройство для определениясостава газа на основе использованиясвойств твердых электролитовкотороеимеет твердоэлектролитный элемент сэлектродами, один из которых контактирует с анализируемым газом (рабочийэлектрод), а другой (сравнительный электрод ) - со сравнительной средой с известной концентрацией кислорода 1,Однако это устройство имеет низкуюточность определения состава газа,Наиболее близким по технической сущности является устройство для определения состава газа, содержашее помещенный 0в нагреватель твердоэлектролитный потекциометрический элемент в виде стаканасо сравнительным и рабочим электродами,подсоединеннътми к измерителю ЭДС, и газоподводящую трубку, конец которой расположен у дна стакана 21 .При низких концентрациях анализируемого газа известное устройство имеет значительную погрешность в результате переноса кислорода из сравнительной среды в область рабочего электрода, который обусловлен электронной составлякецей проводимости твердого электролита. Таким образом, этим устройством измеряется суммарная концентрация кислорода анализируемого газа и перенесенного нэсравнительной среды.Бель изобретения - повышение т чнос ти измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения состава газов, содержащем помещенный в нагреватель твердоэлектролитный потеициометрический элемент в виде стакана со сравнительным и рабочим электродами, подсоединенными к измерителю ЭЙС, и газоподводящую трубку, конбц которой расположен у дна стакана, часть потен 938120циометрического элемента выполнена ввиде расположенного в газоподводяшейтрубке стержня, боковая поверхность которого образует с внутренней поверхностью этой трубки зазор, являющийся диф-.фузионным сопротивлением, а рабочийэлектрод нанесен на торец стержня.На чертеже схематично представленоустройство для определения состава газа,Устройство состоит из твердоэлектролитного потенциометрического элемента 1в виде стакана со сравнительным электродом 2 на внешней поверхности. Частьэлемента 1 выполнена в виде стержня 3,на торец которого нанесен рабочий элект зрод 4. Стержень 3 расположен в газоподводяшей трубке 5, конец которой установлен у дна стакана, Боковая поверхность стержня и внутренняя поверхностьтрубки 5 образуют зазор, являющийся щдиффузионным с опротивлением. Электроды 2 и 4 подсоединены к измерителю 6ЭДС. Элемент 1 размещен внутри нагревателя 7.Устройство работает следующим об- уразом,Анализируемый газ подается в трубку5, проходит через диффузионное сопротивление между стержнем и трубкой и выходит иэ потенциометрического элемента.При поступлении анализируемого газачерез газоподводящую трубку разностьпотенциалов рабочего и сравнительногоэлектродов выражается уравнением Нернста, по которому, зная концентрацию кислорода в сравнительной среде, омывающейвнешнюю часть стакана, температуру,создаваемую в устройстве нагревателем,и измеряя ЭДС, определяют расчетомконцентрацию кислорода в анализируемомгазе.В устройстве также имеет место перенос кислорода иэ сравнительной среды.Но перенесенный кислород попадает ванализируемый газ, прошедший рабочийэлектрод, т. е. выделяется на боковойповерхности стержня 3, обдуваемой анализируемым газом. Таким образом, рабочий электрод контактирует с анализируемым газом, в котором практически нет кислорода, перенесенного за счет электронной проводимости иэ сравнительной среды,Применение в устройстве твердоэлектролитного элемента оригинальной конфигурации позволяет резко уменьшить погрешность измерения при анализе газовс содержанием кислорода менее 10 об,%.-4Проведенные испытания показали, чтопогрешность измерения, вызванная переносом кислорода из сравнительной средыв анализируемую по указанному выше механизму, в зависимости от величины диффузионного сопротивлвния, меньше в предлагаемом устройстве в 10 - 100 раэ,что позволяет существенно снизить нижний предел измеряемых концентраций.Предлагаемое устройство позволитулучшить контроль микроконцентрвцийкислорода в гвэвх, особенно в установках для разделения воздуха, при контроле чистоты инертных газов, необходимыхв электронной промышленности,формула изобретенияУстройство для определения состава газов, содержащее помещенный в нагреватель твердоэлектролитный потенциометрический элемент в виде стакана со сравнительным и рабочим электродами, подсоединенными к измерителю ЭДС, и газоподводяшую трубку, конец которой расположен у дна стакана, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, часть потенциометрического элемента выполнена в виде расположенного в гаэоподводяшей трубке стержня, боковая поверхность которого образует с внутренней поверхностью этой трубки зазор, являющийся диффузионным сопротивлением, а рабочий электрод нанесен на торец стержня.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США % 3347767,кл, 73-23, опублик. 1969. 2. Патент Англии М 1253675,кл. 61 М, опублик, 1970 (прототип),938120 Составитель В, Екаев ехред М, Рейвес Корректор И. Муска Редактор А. Коэо Заказ 4 Подписноета СССРая наб., д. 4/5 9/65 Тираж 887 ВНИИПИ Государственного комите по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж-З 5, Раушск