Устройство для парциального измерения давления кислорода

Сафа СеаетсиикСоциаиистическнкРесиубиии ОП ИСАНИЕИ 306 РЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М. Кл. 601 И 27/48 Гэсудэретвевей квинтет СССР в авеи нзвбретеннй н аткрытий(088.8) Дата опубликования описання 15.01.83(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЭМЕРЕНИЯ ПАРЦИОНАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА1Изобретение относится к полярографии, а именно к полярографическим устройствам для измерения парционвльного давления кислорода в жидкой среде, и может быть использовано в океанологии, рыбном хозяйстве, технологических процессах.5Известны устройства для измерения парционального давления кислорода в жидкой среде, представляющие собой полярографичесхую ячейку с платиновым1 о индикаторным электродом и серебрянным электродом сравнения, опущенными в электролит и отделенными от измеряемой среды газопроницаемой мембраной (так называемый электрод Кларка) (.1 3 . 15 Однако показания указанных устройств сильно зависят от гидродинамических условий в примембранном слое исследуемой жидкости, Поэтому при их испольэо го ванин в натурных условиях наблюдается значительный разброс показаний. Воспро изводимые измерЬния можно получить только методом отбора проб или органи 2звцией постоянно принудительного протска жидкости в ячейке,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство, содержащее полярогрвфическийдатчик и магнитную мешалку, приводимуюв движение электромотором и служащуюдля создания постоянных гидродинамических условий в примембранном слое жидкости кислородного электрода Кларка 2 .Известное устройство нельзя непосредственно использовать для регистрапиикислорода в естественных усиловиях,так как мотор мешалки не герметизироввн,и для осуществления постоянного протока жидкости через ячейку необходимовведение дополнительного устройства,например насоса, причем тоже гермети .зированного,Целью изобретения -является повышение точности измерений.Указанная цель достигается тем, чтов устройстве для измерения парциональ.ного давления кислорода, содеркащем3 М 94полярографический датчик кислорода. имагнитную мешалку, полярографическийдатчик кислороца заключен в цилиндрический корпус, имеющий отверстия, расположенные на двух уровнях и направленные по касательным к круговым сечениям цилиндрического корпуса, причем отверстия верхнего ряда ориентированыпротив направления вращения мешалки,а отверстия нижнего ряда - по направпению ее вращения.Вследствие трения жидкости о стенки цилиндра во время перемещиванияскорость ее вращения у верхнего рядаотверстии меньше, чем у нижнего, слепо 15вательно, меньше и центробежная сила,действующая на жидкость, В то же время разряжение у оси вращения нижнегоояда больше, чем у верхнего ряца отвер.стий, Взаимодействие этих сил приводит 20к всасыванию окружающей жицкости через отверстия верхнего ряца, интенсивномувращению ее, перемещению вниз и выбрасыванию через отверстия нижнего ряде,Скорость прокачки жидкости намного . 25больше скорости возможных внешних течений в исследуемой водной среде, поэтому они практически не влияют на показания датчика, За счет быстрой сменывнутренней жидкости осуществляется воз- ЗОможность оперативной, практически безинерционной регистрации кислорода.На чертеже изображено предлагаемоеустройство,Корпус ячейки 1 имеет форму цилиндра, выполнен из оргстекла. Через отверстия верхнего ряда 2 и нижнего осуществляется связь с окружающей жидкостью,В верхней частиячейки укреплен электродКларка 3. Тело мешалки представляетсобой отрезок стального стержня, заключенного в тефлон или стекло, приводитсяв движение электромотором 4, заключенным в корпус 5. Корпус 5 выполнен изоргстекла, герметичен. На оси электромотора укреплен магнит 6. В устройстветакже находится рабочая полость ячейки7.На чертеже показаны направленияотверстий соответственно верхнего инижнего рядов. Стрелкой показано направление вращения мешалки,Устройство работает следукн 1 . образом.На мембранный кислороцный электрод 55подается и поддерживается постоянный потенциал - 0,65 В относительно электрода сравнения, Регистрируется ток, про 44 фтекающий через электрод, который меняется с изменением концентрации раст-воренного кислорода,Кроме того, на величину установившегося тока влияет скорость движения исследуемой жидкости у наружной поверхности чувствительного электрода (мембраны электрода). Для исключения влияниянеравномерности цвижения жидкости, вызванного перемещением датчика или подводными течениями, служит мешалка 8,приводимая в движение микроэлектромотором 4 с помощью магнита 6,Для подачи наружного по отнош.ниюк рабочей полости ячейки 7 раствора .служит двухрядная система отверстий,При вращении мешалки й наружный раствор всасывается через отверстия верхнего ряда . 2, вращается, омывая чувстви"тельную поверхность электрода, перемешается вниз и выталкивается через отверстия нижнего ряда 9 ячейки,Таким образом, в цанном изобретениихорошее перемещение и постоянная прокачка окружающего раствора через ячейкуудовлетворяются эа счет вращения мешапки. Так как на показания датчика невлияет скорость цвижения окружающейжидкости, устройство может быть использовано для надежной и быстрой регистрации кислорода в натуральных условиях, на разных глубинах, течениях, атакже перемещениях, например за движущимся . судном. Устройство можетбыть использовано для определения содержания других компонентов жидкости, например различных ионов, при введениидбполнительных датчиков в ячейку, длякоторых тоже необходимо хорошее перемешивание и постоянное обновление исследуемой жидкости,За счет ориентации отверстий по касательным проток жидкости не сопровождается созданием турбулентных вихрей,которые могли бы внести дополнительныепогрешности в измерения из-эа флуктуацийпоказаний датчика. Таким образом, создавая строго постоянное течение измеряемой жидкости вблизи мембраны кислородного датчика, устройство повышаеттем самым воспроиэводимость его показаний и, следовательно, точность измерений.формула изобретенияУстройство для измерения парционального давления кислорода в жидкой среде,5 989444 6включающее поляра рафический датчик шалки, а отверстия нижнего ряда - покислорода и магнитную мешалку, о т - направлению ее вращения,л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью Источники. информации,повышения точности измерений, поляра принятые во внимание при экспертизеграфический датчик кислорода заключен1, Альперин В. В. и др, Современныев цилиндрический корпус, имеющий от алектрохимические методы и аппаратурыверстия, расположенные на двух уровнях для анализа газов в жидкостях и газовыхи направленные по касательным х круго смесяк. М., Химия, 1975, с, 131-135,вым сечениям цилиндрического корпуса, 2. Авторское свидетельство СССРпричем отверстия верхнего ряда ориенти 1 ф М 356545, кл. б 01 й 27/48, 1972ваваны против направления вращений ме-, (прототип). Соста едактор Т, Веселова Техрео ель И.О.Неце орректор О Билак 11116/63 Ти ВНИИПИ Государс по делам иэоб 113035, Москва, Ж, Рауш писн итета СССР тий кая набд. филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,