Электрохимический датчик для определения содержания монооксида углерода

 

Сущность изобретения: в датчике, содержащем рабочий (чувствительный) электрод , противоэлектрод и электрод сравнения, контактирующие с ионообменной мембраной, ионообменная пропитана концентрированной серной кислотой с концентрацией 25-60% и находится в контакте с пористой гидрофильной пластиной из непроводящего материала, пропитанной серной кислотой той же концентрации. 2 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 746 (5I)5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ:

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I+> i r .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4678147/25 (22) 10.03.89 (46) 23.07,92. Бюл. % 27 (71) Институт электрохимии им. акад.

А. Н, Ф рум кина (72) Ю.M,Âîëüôêoâè÷, Г.В,Шнейнберг, Н.А.Уриссон, Л.Н.Мокроусов и В.К.Фоканов (56) Альперин В,Э„Конник Э.И., Кузьмин

А.А. Современ н ые электрохимические методы и аппаратура для анализа газов в жидкостях и газовых смесях. — М,: Химия, 1975, с.10.

Изобретение относится к электрохими- ческим газоанализаторам для определения вредных примесей в воздухе и производственных средах, в частности к электрохимическим датчикам для определения монооксида углерода.

Известен электрохимический датчик для определения вредных примесей в газах, например СО, й02, алкоголя и т.д., электрохимическая ячейка которого содержит чувствительный рабочий электрод, противоэлектрод и электрод сравнения, контактирующие с ионообменной мембраной, служащей электролитом. Мембрана полностью пропитана водой или для обеспеченияя бол ьшей чувствител ьн ости — разбавленной серной кислотой (концентрация не выше 15%). Подпитка мембраны осуществляется из резервуара с водой, расположенного в той же ячейке. Анализируемый Ы 1749815 А1 (54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДЛЯ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ МОНООКСИДА УГЛЕРОДА (57) Сущность изобретения: в датчике, содержащем рабочий (чувствительный) электрод, противоэлектрод и электрод сравнения, контактирующие с ионообменной мембраной, ионообменная пропитана концентрированноЙ сернОЙ кислотОЙ с Концентрацией 25-60% и находится в контакте с пористой гидрофильной пластиной из непроводящего материала, пропитанной серной кислотой той же концентрации. 2 ил. 1 табл. газ перед поступлением в ячейку увлажняется в специальном устройстве до достижения 100%-ной влажности и затем прокачивается через ячейку.

Недостатками этого датчика является ограниченный температурный интервал, в котором он может работать, поскольку ниже

0 С вода в резервуаре замерзнет, а также необходимость предварительного увлажнения анализируемого газа до полного насыщения, т.е. усложнение конструкции датчика за счет специальных устройств для увлажнения и прскачки газа. Без этих устройств мембрана в ячейке пересыхает и датчик выходит из строя. Этот датчик не может также эксплуатироваться в нестационарных условиях, например, в транспорте, в космических аппаратах, где возникают большие ускорения или невесомость. В этихусловиях может нарушаться контакт между жидко1749815 стью в резервуаре и ионообменной мембране, что несовместимо с нормальной работой датчика.

Целью изобретения является возможность измерений в широком диапазоне влажности и температуры анализируемого газа, а также в нестационарных условиях эксплуатации датчика и упрощение его конструкции за счет исключения устройств для увлажнения и прокачки анализируемого газа.

На фиг.1 представлена схема электрохимического датчика; на фиг.2 — градуировочные прямые.

Схема содержит рабочий электрод 1, противоэлектрод 2, электрод 3 сравнения, ионообменную мембрану 4, пористый гидрофильный слой 5 из непроводящего материала, корпус 6 ячейки датчика, токоотводы

7 электродов.

Рабочий электрод с платиновым катализатором плотно контактирует с ионообменной мембраной МФ-ЧСК, противоэлектрод и электрод сравнения плотно контактируют с другой стороной ионообменной мембраны, служащей электролитом, пористый слой из гидрофильного непроводящего материала минпласт контактирует с ионообменной мембраной по периметру. Мембрана и пористый слой пропитаны 25-60% íoé серной кислотой. Через газовую камеру ячейки датчика пропускают анализируемый газ и измеряют ток окисления монооксида углерода.

На фиг. 2 представлены градуировочные прямые, полученные при различной влажности и температуре газа; прямые 1,2 и 3 получены соответственно при -10, +20 и

+50 С и при влажности 70,80 и 75%, а прямые 4 и 5 — при 20 С и влажности 30 и 100%.

Поверочная смесь состоит из азота и монооксида углерода. Измеряют чувствительность (К, мкА/рр — ток окисления СО при концентрации Ipp) и стабильность показаний во времени при различной влажности и температуре анализируемого газа.

Результаты измерений представлены в виде градуировочных прямых на фиг. 2 и в таблице, Датчик обеспечивает стабильные показания при высокой чувствительности в течение десятков часов при концентрации пропитывающей серной кислоты 25-60%.

5 Выше концентрации 60%, например при

61, заметно падает чувствительность, а при концентрации ниже 25%, например при концентрации 23%, существенно снижается время стабильной работы, 10 Градуировочные характеристики датчи ка (фиг.2) свидетельствуют о пропорциональной зависимости тока от концентрации монооксида углерода. Пропорциональность сохраняется при температурах газа от ми15 нусовых до высоких, а также при различной влажности газа. Специальные определения концентрации монооксида углерода при встряхивании датчика с частотой 278 в минуту при одновременном вращении 26 об/мин на приборе СММ дают такие же

20 результаты, как и полученные в тех же условиях без встряхивания (опыт 4).

Таким образом, датчик позволяет определять содержание монооксида углерода в газах с высокой чувствительностью в широ25 ком диапазоне температур и влажности, а также в нестационарных условиях. Датчик имеет простую конструкцию, так как в нем отсутствуют устройства для увлажнения и прокачки газа.

30 Формула изобретения

Электрохимический датчик для определения содержания монооксида углерода в газах, включающий рабочий электрод, противоэлектрод и электрод сравнения, контак35 тирующие с ионообменной мембраной, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения в широком диапазоне влажности и температуры анализируемого газа и в нестационарных услови40 ях эксплуатации датчика, а также для конструкции датчика, ионообменная мембрана пропитана 25-60%-ной серной кислотой и находится .в контакте с пористым гидрофильным слоем из неэлектропровод45 ного материала, пропитанного серной кислотой той же концентрации.

1749815

1749815

Редактор Н,Гунько

Заказ 2592 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

3 !

60 д(д Ф

Ч иг, 2

Составитель Н.Уриссон

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Электрохимический датчик для определения содержания монооксида углерода Электрохимический датчик для определения содержания монооксида углерода Электрохимический датчик для определения содержания монооксида углерода Электрохимический датчик для определения содержания монооксида углерода 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к датчикам контроля параметров газовых сред, и может быть использовано для определения концентрации хлора в различных газовых смесях Изобретение повышает быстродействие датчика при работе в области комнатных температур

Изобретение относится к аналитическому приборостроению

Изобретение относится к электрохимическому датчику для определения концентрации газа, содержащему корпус, измерительный электрод, содержащий каталитически активный материал, который обладает способностью вызывать превращение анализируемого газа, противоэлектрод, содержащий углеродный материал с электрохимически активными поверхностными соединениями, которые могут обратимо окисляться или восстанавливаться, и электролит, находящийся в контакте с измерительным электродом и противоэлектродом, при этом углеродный материал в противоэлектроде имеет удельную поверхность по меньшей мере 40 м2/г

Изобретение относится к потенциометрическим измерениям концентрации ионов в растворах, а именно к сравнительному рН-электроду, содержащему корпус, расположенные в корпусе электролит, ионопроводящую мембрану, разделяющую электролит и исследуемую среду, и помещенный в электролит чувствительный элемент, при этом электролит выполнен в виде кристаллогидрата NH4Ca(NO3)3nH2O, полученного реакцией обмена Ca(OН)2 с насыщенным раствором NH4NO3

Изобретение относится к области промышленной теплоэнергетики, в частности, к топкам котельных агрегатов и промышленных печей

Изобретение относится к ионоизбирательным мембранам, более конкретно к ионоизбирательной керамической мембране с протонной проводимостью, способной к работе в условиях высоких температур

Изобретение относится к высокотемпературной электрохимии, а более конкретно к конструкциям газодиффузионных ячеек электрохимических устройств с твердым электролитом, и может быть использовано в конструкциях топливных элементов, в электролизерах, датчиках активности кислорода

Изобретение относится к высокотемпературной электрохимии, а более конкретно к конструкциям газодиффузионных ячеек электрохимических устройств с твердым электролитом, и может быть использовано в конструкциях топливных элементов, в электролизерах, датчиках активности кислорода

Изобретение относится к газовому анализу и может быть применено в аналитической химии для определения ароматических аминов в воздухе

Изобретение относится к технике проведения анализа газовой фазы и может быть использовано при анализе качества порошкообразных, твердых веществ (например, чая, кофе, табака, табачных изделий)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в металлургии, энергетике, химической промышленности для определения активности кислорода в различных средах

Изобретение относится к аналитической химии и приборостроению и может быть использовано как в лабораторной практике, так и в различных отраслях промышленности, в частности на тепловых электростанциях, где остро встают проблемы экологии, энергосбережения и экономии топлива, в других случаях, где требуется оптимизация процессов горения с минимальными выбросами окиси углерода
Наверх