Устройство для измерения парциального давления кислорода

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА, содержащее последовательно нанесенные на диэлектрическую подложку пленки электрода сравнения,.чувствительного элемента из твердого электролита и измерительного электрода, о т л ичающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, измерительный электрод и электрод сравнения расположены в параллельных плоскостях без их взаимного перекрытия , причем расстояние между плоскЬстями выбрано в пределах от 0,25 до 0,5 мкм. с OG

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„} 191819

}5}} 4 С О1 1»1 27/46

И ABTOPCHObhY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3697436/24".25 (22) 25.11.83 (46) 15.11.85.Бюл. 1»" 42 (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Г.I1.Гаврилов, Л.С.Заика, В.Э.Лысюк, A.Â.Ñìîëèé, П.I}.Таланчук и 10.H.Îêóíåâñêèé (53) 543,247(088.8) (56) Патент ФРГ К - 2631721, кл. C 01 N 27/50, 1978.

Патент Великобритании 1»» 1559257, кл. С 01 11 27/56, 1976. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕ11ИЯ КИСЛОРОДА, содержащее последовательно нанесенные на диэлектрическую подложку пленки электрода сравнения,.чувствительного элемента из твердого электролита и измерительного электрода, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, измерительный электрод и электрод сравнения расположены в параллельных плоскостях без их взаимного перекрытия, причем расстояние между плоскостями выбрано в пределах от 0,25 до 0,5 мкм.

1191810

Изобретение относится к газоаналитической технике, в частности к устройствам для измерения парциального давления кислорода в газовых смесях. 5

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг. 1 изображено устройство с электродами, выполненными в виде фигур произвольной формы, вид сверху,10 на фиг. 2 — то же, с электродами, выполненными в виде встречных гребенок, на фиг. 3 — разрез А-А на фиг.2; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фигв2 ° 15

Устройство для измерения парциального давления кислорода (фиг.1-4) содержит диэлектрическую подложку 1, на которую последовательно нанесены пленки электрода 2 сравнения, чувствительного элемента 3 и измерительного электрода 4, Электрод 2 сравнения выполнен из смеси металла с его окспдом, например из смеси Ni H

Ni0. Измерительный электрод 4 выполнен из материала с электронной проводимостью, например Au, Ap, Pt.

Электрод 2 сравнения и измерительный электрод 4 выполнены в виде непересекающихся в плане фигур, пред- 30 почтительнее в виде встречных гребенок (фиг.2 ). Ширина зуба гребенки

0,25-0,5 мкм, расстояние между зубьями одной гребенки 0,75-1,5 мкм, а расстояние в плане между соседними зубьями двух гребенок выбрана минимальным с учетом технологических возможностей и составляет 0,25-0,5 мкм.

Устройство работает следующим образом. 40

При помещении устройства в газовую смесь, парциальное давление кислорода которой отлично от парциального давления кислорода на границе раздела электрод 2 сравнения — чувст-4 вительный элемент 3, на электродах 2 и 4 устройства возникает ЭДС, обусловленная движением ионов кислорода от электрода с большим значением парциального давления кислорода к элек- gp троду с меньшим значением. Измеряя

ЭДС с помощью вольтметра с высоким входным сопротивлением, можно однозначно определить парциальное давление кислорода в газовой смеси °

ЭДС, возникающая на электродах 2 и 4 устройства, описывается уравнением Нернста с

ВТ Р о

Š= — In

4Е Р" с 02 где P H P — соответственно пар02 02 циальные давления кислорода на электроде сравнения 2 и в измеряемой газовой смеси;

R — универсальная газовая постоянная;

Т вЂ” температура преобразователя;

F — постоянная Фарадея.

Если в переносе заряда между электродами 2 и 4 кроме ионов кислорода участвуют также электроны и дырки, та необходимо ввести ионное число переноса

6„

1 7 где Ь„, оси 6 — соответственно ионная., электранйая и дырочная проводимость пленки чувствительного эле-. мента 3.

В этом случае измеряемое значение ЭДС уменьшается па сравнению с действительным с

Кт Гс

Š= — t. In

4Г

Т сг.

Поскольку в предлагаемом устройстве электроды 2 и 4 выполнены в виде непересекающихся в плане фигур предпочтительнее, в виде встречных гребенак, электроны материала измерительного электрода 4, заполняющего поры и микратрещины пленки чувствительного элемента 3, не участвуют в переносе заряда между электродами 2 и 4 и проводимость пленки чувствительного элемента 3 обусловлена только ионами кислорода.

1191810

Составитель С.Постнов

Редактор M.Êåëåìåm Техред И.Асталош Корректор М.Максимишинец

Заказ 7151/41 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва R-35....

Раушская наб, д. 4/5.....

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4